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15962623322什么是超疏水?超疏水表面有什么用呢?
什么是超疏水?液滴在固體表面穩(wěn)定存在時(shí)會(huì)呈現(xiàn)不同的形貌,該形貌用接觸角(Contact Angle, CA)表示。接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,其取值范圍為(0-180°)親、疏水的臨界接觸角值為90°,大于90°定義為疏水,接觸角越大表面疏水性能越好,超疏水是指接觸角大于150°的潤(rùn)濕狀態(tài)。
研究發(fā)現(xiàn),要想獲得荷葉一般“沾水即走”的性能,光是靜態(tài)的接觸角大于150°還不足夠表征。于是引入了滾動(dòng)角表征動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性,滾動(dòng)角是指傾斜表面至液滴開(kāi)始滾動(dòng)的角度。近年來(lái),通過(guò)直接在低表面能材料上加工微納復(fù)合結(jié)構(gòu),可以避免涂層和基體之間粘附力較弱的不足,有效提升超疏水表面的耐磨性,進(jìn)而延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。典型的方法包括模板法和3D打印工藝。
那么超疏水表面有什么用呢?由于超疏水表面液滴難以停留的特性,使得該表面具有防水、防冰、防霧、自清潔等特性。在航空航天領(lǐng)域,飛行器表面的超疏水涂層可以有效防止機(jī)身結(jié)冰,保障飛行性能,避免空難發(fā)生;在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,超疏水涂層可以避免玻璃起霧,保證視野清晰,保證行車(chē)安全;在電子電氣領(lǐng)域,超疏水涂層可以避免電路板積水,防止電子元器件短路或生銹;在日常生活方面,超疏水涂層可以實(shí)現(xiàn)鍋底防粘,保證食品美味可口,大到航空航天,小到柴米油鹽,可以說(shuō)超疏水表面具備非常廣泛的應(yīng)用前景。目前制約超疏水涂層大面積工業(yè)化應(yīng)用的主要問(wèn)題還是壽命較短,如何提升嚴(yán)苛環(huán)境下涂層的壽命是目前的主要研究方向。