超疏水材料最新版本

超疏水材料的研究进展2015年5月3日超疏水材料的研究进展摘要：超疏水性材料因为它独特的性质，而在很多方面得到了广泛的应用。

近年来，许多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。

通过研究这些表面微观结构，人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面，从而更好地满足工业中实际应用的需要。

该综述简单地介绍了表面润湿的基本原理和一些自然界中的超疏水表面现象，重点介绍近几年超疏水表面应用的最新研究进展。

最后，对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。

关键词：超疏水、仿生、润湿、功能化表面自然界中，经亿万年的自然选择，许多生物的表面都表现出优良的超疏水性能，比如荷叶、花生叶、莲叶等植物表面和水黾、鲨鱼表皮、沙漠甲虫、蝴蝶翅膀等动物体表。

一直以来，这类自然现象都启发着各领域的科学工作者们，尤其是近几十年，仿生超疏水表面以其优越的防腐蚀、自清洁、防覆冰、抗菌等性能，在防腐、自清洁、建筑防水、流体减阻、防污等领域都有广泛的应用[1]。

因此，对超疏水材料进行总结和展望，对这种材料的发展有重要的意义。

1超疏水原理超疏水表面的定义可以从字面意思上进行理解，即指难以湿润的表面，固体表面的湿润性作为固体表面重要的特性之一，不仅受到固体表面粗糙度的影响，还受固体表面化学成分的影响，我们可以用液体与固体的接触角θ来作为是否湿润的判断依据。

接触角越大，表面的疏水效果越好，反之亦然[2]。

当θ=0°时，所表现为完全湿润；当θ<90°时，表面为可湿润，也叫做亲液表面；当θ>90°时，表面则为不湿润的疏离表面；当θ=180°时，则为完全不湿润。

一般θ>150°被称为超疏水表面[3]。

接触角是衡量表面疏水性涂层湿润性的主要指标，但并不是唯一指标，在实际应用中还可以根据前进角、后退角的大小来考虑其动态过程。

前进角与后退角是液滴前进或后退时与固体表面所成的临界角度。

但是如果不断增加或减小固体表面上液滴的体积，不管是粗糙的固体表面还是光滑的固体表面，液滴都无法立即达到平衡状态，这种现象称为接触角的粘滞性。

超疏水材料的研究进展摘要：对植物叶表面的超疏水现象研究表明：植物叶表面的微观结构是引起超疏水的根本原因。

本文通过对荷叶表面的研究得到超疏水材料具有的特点：微纳米尺度复合的阶层结构。

通过相分离方法得到超疏水材料，最后对超疏水材料的研究趋势作了展望．关键词：超疏水材料微纳双重结构接触角滚动角Abstract：By studying the nature superhydrophobic bio-surfaces indicates that : the incooperation of micro-structure and nano-structure are both important for the superhydrophobic materials. Such structures are the key for the superhydrophobic material . The phase separation method is employed to prepare the superhydrophobic materials. The latest trends in the study of superhydrophobic materials are also discussed．Key words：Superhydrophobic materials；Micro-structure and nano-structure ; Contect angle; Roll angle引言近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。

所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。

固体表面浸润性研究的就是材料的疏水能力。

浸润性是指液体可以渐渐渗入或附着在固体表面的特性。

接触角和滚动角是评价固体表面浸润性的重要指标。

所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150º。

2018-01-05在池塘表面和能自我清洁的荷叶上行走的昆虫，只是大自然通过无数种方式设计超防水表面的两个例子。

研究人员则设计出了自己的版本——超疏水表面。

通常，这些表面由微尺度或者纳米尺度的尖刺构成。

尖刺能驱赶落在表面上的液滴，甚至能导致微小的液滴从表面上弹跳下来。

不过，这种方法并不总是奏效。

如果水蒸气在凝结时进入尖刺之间，尖刺便会将液滴夹住。

在一项最新研究中，研究人员设计了一个由垂直排列的铜纳米线构成的3D网络。

纳米线的侧面被超防水材料包裹，同时该网络非常紧凑，从而防止水进入电线中间。

结果是：在水滴从水蒸气状态开始凝结后不久，便从表面弹跳下来。

研究人员在日前出版的《焦耳》杂志上报告了这一成果。

当它们这样做时，弹跳的液滴能“随身”带走从表面获取的热量。

AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAFAHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF 研究人员发现，和此前最好的材料相比，铜纳米线表面能移除两倍的热量。

此类表面可被用于改善从海水淡化到电子冷却器件的诸多应用。

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超疏水涂层国家指标
超疏水涂层的国家指标并没有统一的标准，因为这一技术涉及的领域广泛，应用情况也较为复杂。

一般来说，超疏水涂层是指具有特殊表面性质的涂料，其与静态水的接触角大于150°。

这种涂层具有防水、防雾、自清洁等诸多功能，在生产生活中有广泛的应用前景。

制备超疏水涂层的方法有很多，比较常用的包括模板法、刻蚀法、喷涂法、沉积法和溶胶凝胶法等。

同时，在超疏水涂层中添加一定量的气相二氧化硅可以使涂层变得透明，这是因为气相二氧化硅的聚集体粒径远小于可见光的波长，可以降低涂层的表面粗糙度，提高透明性和耐磨性。

然而，关于耐久性和制造技术复杂的担忧限制了超疏水涂层的广泛应用。

因此，目前超疏水涂层的应用主要取决于具体的使用环境和要求，对于不同的用途可能需要不同的涂层材料和制备方法。

总的来说，超疏水涂层是一种具有较高实用价值的基础技术，其制备和应用仍在不断发展和完善中。

超疏水涂层微纳米材料可控合成及应用研究一、概述超疏水涂层微纳米材料是指在材料表面形成的一种具有极强疏水性能的特殊涂层，其表面能极低，使得水珠在其表面呈现出高度的球形，与其表面接触的接触角大于150°，使得水珠在其表面上几乎不会留下痕迹。

超疏水涂层具有优异的抗粘性和自清洁性，因此在汽车玻璃、建筑材料、纺织品等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在介绍超疏水涂层微纳米材料可控合成的研究现状和应用前景。

二、超疏水涂层微纳米材料合成技术1. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的超疏水涂层微纳米材料合成技术，通过将含有相应金属或氧化物前驱体的气体输入反应室，经过热解反应在基底表面沉积出纳米级的超疏水材料。

该方法可以实现对材料组分、结构和形貌的精确控制，形成具有特定性能的超疏水涂层微纳米材料。

2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将含有金属离子或其他前驱体的溶液先制备成溶胶，然后通过加热或化学反应促使其中的物质发生凝胶化，最终得到超疏水涂层微纳米材料的方法。

该方法简单易行，能够实现大面积均匀的涂层覆盖。

3. 电化学沉积法电化学沉积法是一种利用电解池在基底表面沉积出所需材料的方法，通过控制电极电势、电流密度以及电解液成分可以精确调控涂层的组分和结构，实现超疏水特性。

4. 其他新技术除了上述常用的合成技术，还有一些新的技术不断涌现，如等离子体辅助化学气相沉积法、模板法、离子束辅助沉积法等，这些新技术为超疏水涂层微纳米材料的合成提供了更多的选择和可能性。

三、超疏水涂层微纳米材料在汽车领域的应用超疏水涂层微纳米材料在汽车领域具有广泛的应用前景。

涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车玻璃可以有效抵抗雨水和污垢的侵蚀，使驾驶者在雨天视野更加清晰，提高行车安全性。

涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车车身可以减少灰尘、泥浆等污垢的附着，减少清洗和维护的频率和成本。

超疏水涂层还可以应用于汽车轮胎和底盘部件，减少泥浆和水花的粘附，延长汽车的使用寿命。

新型玻璃基超疏水涂层—橡树岭国家实验室成果介绍玻璃基材+玻璃涂层=超疏水+自清洁+减反射？！如此脑洞大开的想法竟变为了新商机。

美国橡树岭国家实验室(ORNL)以Tolga Aytug为首的研究团队经过多年努力，开发出了在“玻璃上再沉积一层玻璃”的表面处理工艺，这种涂层与基材均为透明玻璃的设计思路让玻璃同时具备了超疏水和自清洁性能并能降低光反射，且涂层沉积过程方便大规模工业化制备，在保留了硅氧化物基涂层成本优势的同时有效提升了涂层的耐磨损性能。

这项技术已于2014年获美国专利局(USPTO)批准生效，并分别于2016年和2018年授权消费电子和汽车玻璃领域的不同制造商用于生产。

图1 新型超疏水涂层的商业化之路关于超疏水(Superhydrophobic)超疏水涂层是一种纳米尺度的表面疏水织构，自然界最为常见的如荷叶和某些昆虫的翅膀，水滴在其表面的接触角超过了150度从而极难被水沾湿，在重力作用下水滴会自然滚落并带走超疏水表面的尘埃和盐分污物，同时实现超疏水和自清洁。

目前常见的人造超疏水表面主要有5大类：●纳米金属氧化物(如MnO2, ZnO)-聚苯乙烯复合材料●轻质碳酸钙●碳纳米管●硅氧化物纳米涂层●氟硅烷及含氟聚合物涂层其中硅氧化物基涂层虽然具有较为明显的成本优势，但传统的湿法浸渍或气溶胶涂覆形成的硅氧化物表面的耐受性较差，极易被磨损而丧失超疏水性能。

涂层方案解析新型的玻璃涂层工艺流程是将玻璃靶材经特殊处理后溅射沉积到玻璃基材表面上形成薄膜，紧接着进行热处理诱发薄膜内部的亚稳相分离，形成碱金属硼酸盐富集相和硅氧富集相，继以氟化氢溶液刻蚀，碱金属硼酸盐部分溶解在氟化氢中，形成高硅氧含量的三维网格和表面突触，完成涂层整体织构。

图2 工艺流程与终端应用这种特殊的玻璃涂层在测试中显示出了优异的性能，涂层面的实测接触角为165度，在专利文本的一个实施例中，实测接触角甚至超过了170度；大于95%的菲涅尔反射被消减，有效提升了玻璃的宽带透过率(较之于未涂层玻璃基材，宽带透过率提高3-7%)，基于以上性能优势，预期有太阳能电池板、光学器件、建筑玻璃和传感器等诸多的应用场景。

新型纳米疏水技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分应该对新型纳米疏水技术进行简要的介绍。

下面是一种可能的方式：概述：近年来，纳米科技的快速发展给许多领域带来了创新和突破。

其中一项引人注目的技术是新型纳米疏水技术。

通过精确控制材料的表面结构和化学成分，这项技术可以赋予物体特殊的疏水性能，使其表面能够高度抵抗液体的湿润和渗透。

传统的疏水材料通常依赖于表面粗糙度来实现疏水效果，但这种方法的稳定性和持久性较差。

而新型纳米疏水技术通过将纳米尺度的结构引入材料表面，有效地降低了表面能，使得液体分子难以渗透。

这种技术在许多实际应用中展现出了巨大的潜力，如防水涂层、油污污染治理、减阻涂料等。

本文将对新型纳米疏水技术的原理进行深入探讨，揭示这一技术的应用领域，并评估其优势和挑战。

通过总结研究现状和展望未来发展前景，我们希望提供对纳米疏水技术的全面认识，并对其未来在各个领域的应用进行建议和展望。

纳米疏水技术的出现将为我们打开一扇全新的大门，开创出许多新的可能性，使我们生活的质量得到进一步的改善。

1.2 文章结构文章结构部分应该包括以下内容：文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个章节的内容安排。

本文共分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的。

概述部分可以简要介绍纳米疏水技术的背景和意义，提出纳米疏水技术的重要性和发展前景。

文章结构部分则详细描述了本文的章节安排和内容分布。

首先，在引言部分以概述纳米疏水技术的背景之后，接下来会介绍纳米疏水技术的原理。

然后，会逐一介绍纳米疏水技术在不同领域的应用，并探讨其优势和挑战。

最后，在结论部分，对纳米疏水技术的重要性进行总结，展望其发展前景，并提出对纳米疏水技术的建议和展望。

通过这样的章节安排，读者可以全面了解纳米疏水技术的原理、应用领域、优势和挑战，并能对其发展前景和未来研究方向进行深入思考。

在文章结构部分，我们明确了整篇文章的逻辑框架，为读者提供了一个清晰的指引，使得读者能够更好地理解和阅读接下来的内容。

超疏水材料的研究进展2015年5月3日超疏水材料的研究进展摘要：超疏水性材料因为它独特的性质，而在很多方面得到了广泛的应用。

近年来，许多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。

通过研究这些表面微观结构，人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面，从而更好地满足工业中实际应用的需要。

该综述简单地介绍了表面润湿的基本原理和一些自然界中的超疏水表面现象，重点介绍近几年超疏水表面应用的最新研究进展。

最后，对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。

关键词：超疏水、仿生、润湿、功能化表面自然界中，经亿万年的自然选择，许多生物的表面都表现出优良的超疏水性能，比如荷叶、花生叶、莲叶等植物表面和水黾、鲨鱼表皮、沙漠甲虫、蝴蝶翅膀等动物体表。

一直以来，这类自然现象都启发着各领域的科学工作者们，尤其是近几十年，仿生超疏水表面以其优越的防腐蚀、自清洁、防覆冰、抗菌等性能，在防腐、自清洁、建筑防水、流体减阻、防污等领域都有广泛的应用⑴。

因此，对超疏水材料进行总结和展望，对这种材料的发展有重要的意义。

1超疏水原理超疏水表面的定义可以从字面意思上进行理解，即指难以湿润的表面，固体表面的湿润性作为固体表面重要的特性之一，不仅受到固体表面粗糙度的影响，还受固体表面化学成分的影响，我们可以用液体与固体的接触角B来作为是否湿润的判断依据。

接触角越大，表面的疏水效果越好，反之亦然⑵。

当9 =0时，所表现为完全湿润；当9 <90时，表面为可湿润，也叫做亲液表面；当9 >90时，表面则为不湿润的疏离表面；当9 =180°，贝U为完全不湿润。

一般9 >150°称为超疏水表面［3］。

接触角是衡量表面疏水性涂层湿润性的主要指标，但并不是唯一指标，在实际应用中还可以根据前进角、后退角的大小来考虑其动态过程。

前进角与后退角是液滴前进或后退时与固体表面所成的临界角度。

但是如果不断增加或减小固体表面上液滴的体积，不管是粗糙的固体表面还是光滑的固体表面，液滴都无法立即达到平衡状态，这种现象称为接触角的粘滞性。

仿生超疏水表面的制备技术及其进展摘要：仿生超疏水表面具有防水、自清洁等优良特性。

自然界中存在许多无污染、自清洁的动植物表面，如超疏水的荷叶表面、超疏水各向异性的水稻叶表面、超疏水的暗翼表面等。

影响材料表面润湿性的主要因素有材料表面能、表面粗糙度和表面微一纳结构。

超疏水表面的自清洁功能源自于表面形貌与低表面能物质的共同作用，可以通过两类技术路线来制备超疏水表面：控制材料表面能和修饰微细结构表面。

关键词：润湿性；仿生；超疏水；接触角超疏水(Super—hydrophobic)是指表面上水的表观接触角超过150。

的一种特殊表面现象。

近年来，超疏水表面引起了人们极大的关注，它在自清洁材料、微流体装置以及生物材料等领域中有着广泛的应用前景[ ]。

最典型的例子就是自然界中的荷叶表面，水滴在叶面上可以自由滚动．能够将附着在叶面上的灰尘等污染物带走。

从而使表面保持清洁。

1 基本原理润湿性是材料表面的重要特征之一。

描述润湿性的指标为与水的接触角0，接触角小于9O。

为亲水表面，接触角大于90。

为疏水表面，接触角大于150。

则称为超疏水表面。

对于光滑平整的理想固体表面，水滴在其表面上的形状是由固体、液体和气体三相接触线的界面张力来决定的，水滴接触角的大小可以用经典杨氏方程来表示：cos ：Lv 其中，、Ts 、分别是固一气、固一液和液一气界面的表面张力。

对于粗糙表面．Wenzel方程[21认为水滴粗糙表面完全浸润，其液滴接触角为：cosO~=FcosO式中，r为表面粗糙度，即实际表面积与面投影面积之比值。

根据Wenzel方程，对于疏水表面，增加表面粗糙度，液滴的接触角增大。

Wenzel方程揭示了粗糙表面的表观接触角与本征接触角间的关系。

当固体表面由不同种类化学物质促成时，Cassie~zJ进一步拓展了Wenzel的上述处理。

他认为水滴在粗糙表面接触在两种界面：水滴与固体界面以及由于毛细现象水滴无法进入微孔而形成空气垫从而形成的滴与空气垫界面，并认为水滴与空气垫的接触角为180。

新型纳米疏水技术全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：新型纳米疏水技术是一种应用于材料表面的新型技术，旨在使材料具有极强的疏水性能。

在这种技术中，利用纳米级的微小结构对材料表面进行改造，使其表面具有类似于莲叶、蝎鱼皮等天然疏水表面的特性，从而实现水珠在表面上快速滚动而不附着的效果。

这种技术的应用范围非常广泛，可以用于各种领域的材料和设备，例如纺织品、建筑材料、电子设备等等。

纳米疏水技术的原理是利用表面的微纳米结构使其表面张力较大，从而使液体在其上呈现出大角度接触角，即使不使用任何涂层也能实现疏水效果。

这种技术有许多重要的优点，例如长效性、环保性、耐磨性等，因此备受关注。

在纺织品行业中，纳米疏水技术可以大大改善纺织品的性能，使其具有防水、防尘、抗污染等功能。

利用这种技术制成的防水服装不仅保暖，还能在雨天保持干燥，使人们能够在户外活动时保持舒适。

这种技术还可以应用于工程建筑中，例如制造疏水墙体材料，减少水泥混凝土结构的受水率，延长建筑物的使用寿命。

在电子设备行业中，纳米疏水技术可以用来制造具有自清洁功能的电子产品，例如手机、平板电脑等。

这种技术可以有效防止水珠和灰尘的附着，延长设备的使用寿命，提高设备的稳定性和可靠性。

这种技术还可以应用于汽车玻璃的制造，使汽车玻璃具有防水和防雾功能，提高驾驶安全性。

新型纳米疏水技术的出现为各个领域的材料表面提供了全新的解决方案，拓展了材料的功能性和应用领域。

随着科技的不断进步，相信纳米疏水技术将会在未来得到更加广泛的应用和发展。

第二篇示例：新型纳米疏水技术是一种应用于表面涂层的先进技术，旨在使物体表面具有疏水性，从而实现防水防污的效果。

随着科技的不断发展，新型纳米疏水技术已经成为一种热门的研究领域，得到了广泛的应用。

在传统的疏水技术中，通常是通过在物体表面覆盖一层疏水性材料来实现的。

这种方法存在着一些缺点，比如涂层容易受到损坏，从而影响疏水效果；而且疏水性材料往往会对环境造成污染。