仿生超疏水性表面的最新应用研究

近年来,除了荷叶表面,更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模型和最新的几种特殊表面结构,重点介绍近几年仿生超疏水表面应用的最新研究进展,主要包括超疏水表面在超疏油、表面润湿转换、外界刺激下的润湿行为调控、微流体、抗结冰等方面的应用。最后,对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。     

空气电晕辐照对聚酯薄膜表面组成及形貌的影响

分析了聚酯薄膜经空气电晕等离子体辐照处理后,其表面组成和形貌的变化。 结果表明,聚酯薄膜表面的活性基团在亲水环境中更倾向于迁移至表面,而不是向次表面或者基材本体内迁移。 薄膜表面C=O和O-H的引入量随电晕辐照强度的增加而增大,XPS结果表明,C-O、C=O和O-C=O的总含量增大,O1s谱图中新峰的结合能为532.49 eV,对应于聚酯薄膜表面过氧化物的-O-O-键。 原子力显微镜研究表明,聚酯薄膜经电晕辐照后,表面形成离散的球状颗粒,表面粗糙度变化范围在10 nm左右。     

在玻璃的TiO2涂膜上有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响

研究了有机物分子在玻璃的TiO₂ 和WO₃/TiO₂ 复合物涂膜上的吸附及光催化分解对水接触角的影响.结果表明:有机物在空白玻璃及其膜的表面的吸附为不可逆化学吸附,WO₃/TiO₂ 复合物膜可钝化玻璃表面对大气污染物分子的吸附能力并具有较好的光催化活性.     

碳氟等离子体改性PET表面的反应机制的研究

利用CF₄与cH₄/CF₄等离子体来处理涤沦膜(PET),讨论了不同摩尔比的碳氟等离子体改性PET表面的作用机制.利用变角x光电子能谱(XPS)和接触角测试技术研究了改性后PET表面的结构和性质.结果表明,碳氟等离子体的处理可以显著地改善PET表面的憎水性.不同摩尔比的碳氟混合气体的作用机制不同,其中碳氟混合气体等离子体以聚合为主,在PET表面形成均匀的改性层;而纯CF₄气体则以刻蚀为主,含氟基团主要分布在PET表面.     

Nafion膜表面亲水性研究

Ｎａｆｉｏｎ膜在电化学体系中的应用越来越广泛,而其表面亲水性往往直接影响着使用性能．本文介绍一种适宜于表征Ｎａｆｉｏｎ膜表面亲水性的接触角测量方法,即束缚气泡法,并讨论了该膜与水溶液接触角的滞后现象、溶液表面张力的影响,简介了用全氟表面活性剂改善Ｎａｆｉｏｎ膜表面亲水性的尝试．     

低温等离子体处理聚酯(PET)表面润湿性与表面结构的研究

研究了O₂、N₂、He、Ar、H₂和CH₄气体低温等离子体改性聚酯(PET)的表面润湿性与表面结构的关系.用已知表面张力的液体测定接触角,作Zisman曲线,求得试样的临界表面张力γ_c;并按扩展的Fowkes式计算试样的表面张力γ_s及其三组分值γ_s^a(色散力)、γ_s^c(偶极矩力)和γ(氢键力),发现经O₂、N₂、He和Ar等离子体短时间处理的聚酯表面自由能显著增大,表面润湿性增强,主要是聚酯表面张力的氢键力成分的贡献,X射线光电子能谱分析表明,这是由于聚酯表面含氧或含氮极性基团增加所致.     

液滴在不互溶液体表面上的相对界面自由能曲面及Neumann三角形的导出

根据系统的界面Helmholtz自由能自发地趋于最低的热力学原理,以浮在不互溶液体(2)表面上透镜状液滴(3)在气(1)、液₂、液₃三相交界处,气-液₃、液₂-液₃界面各自和气-液₂界面通过液滴内部的夹角θ₁、θ₂为变量(0°≤θ₁≤180°,0°≤θ₂≤180°),证明出3个界面张力γ₁₂、γ₁₃、γ₂₃各种可能组合情况下液体₃稳定时的θ₁、θ₂值与它们之间的关系,导出Neumann三角形;并按照计算数据绘出几种类型相对于气相中圆球形液滴的界面自由能曲面图。     

粗糙表面形貌对湿润性的影响

采用自仿射分形对粗糙表面形貌进行了定量描述。基于分形粗糙表面形貌,建立了粗糙表面润湿性的理论模型并进行了数值计算,分析讨论了均方根粗糙度和表面分形维数对接触角的影响。研究结果表明,均方根粗糙度对接触角的影响较大,而粗糙表面的分形维数对润湿性的影响则并不明显。     

不同壁面条件下液滴撞击铺展特性的模拟研究

液滴撞击不同润湿性壁面的传热流动问题在自然界和工业生产中广泛存在。研究采用CLSVOF方法,引入描述壁面润湿特性的动态接触角,并考虑液滴物性参数随温度的变化,建立液滴撞壁模型,模拟研究液滴撞击流动行为,通过与实验对比验证,确定模型有效性。在此基础上,对传热作用下考虑壁面润湿性的液滴撞击问题展开研究,探讨壁面传热作用对液滴撞击铺展特性的影响。研究表明,在撞击过程中,液滴先铺展后逐渐收缩,与静态接触角模型相比,采用动态接触角模型所得的液滴流动特性与实验结果更加吻合;随着接触角增大,液滴在撞壁初期不易铺展,随后则易于收缩;虽然固液传热作用会影响液滴铺展直径,但不改变液滴的运动趋势。     

超亲水表面制备方法及其应用

特殊浸润性表面由于其独特的浸润行为在液体输送、涂料、防水、建筑和医用材料等领域都有着重要的应用。作为一种典型的特殊浸润性表面,超亲水表面（与水的接触角接近于0°）具有防雾和自清洁的功能,在工业生产和实际生活中具有广泛的应用。本文总结了近年来超亲水表面的制备方法以及与超亲水性密切相关的其他特殊浸润性表面的研究进展,包括超...