具有微纳米结构超疏水表面润湿性的研究

本文综述了近年来具有微纳米结构超疏水表面的研究进展。介绍了具有微纳米结构超疏水表面的制备方法，表面结构对超疏水性能的影响，周期性结构表面超疏水的条件，超疏水表面接触角滞后以及功能化超疏水表面等方面的研究，探讨了这一领域存在的问题及可能的发展方向。     

偶氮苯衍生物自组装膜的表征及组装动力学

报导了4-正辛基-4′-（3－巯基丙氧基）偶氮苯（简称C8AzoC3）自组装膜（Self-AssembledMonolnyersSAMs）的表征及其自组装成膜动力学，接触角滴定、原子力显微镜（AFM）及电化学的实验结果表明，C8AzoC3分子在金表面自组装形成致密有序的流水性单分子膜，并且在电极上没有明显的电化学响应．通过控制组装时间，考察了偶氮苯自组装形成单分子膜的动力学过程，从接触角和电化学数据得到组装过程的速率常数kad为（1.2±0.2）×103mol-1·dm3·s－1；依据不同组装时间形成的自组装膜的特征循环伏安行为，提出了C8AzoC3分子在金表面自组装过程的动态模型．     

贮腔类三维自由液面动力学问题数值研究

讨论了贮腔类三维自由液面动力学问题的数值研究,将任意的拉格朗日-欧拉运动学描述关系引入到系统的控制方程中,采用任意的拉格朗日-欧拉描述跟踪自由液面,推导了自由面上结点的法向矢量计算公式。采用Galerkin余量法推导了Navier-Stokes方程的空间离散有限元方程,采用三维自由液面上微分几何理论推导了表面张力计算公式。数值研究中考虑了接触角效应,最后进行了三维数值算例分析。     

聚合物基超疏水材料制备技术的研究进展

聚合物基超疏水材料由于制备工艺简单、制备方法多样,正逐步成为最主要的仿生疏水材料,为工农业生产和人们的日常生活带来极大的便利。文章综述了聚合物基超疏水材料制备技术的最新研究进展,介绍了国内外有关聚合物基超疏水材料的制备工艺和制备方法,包括模板法(生物模板法、多孔阳极氧化铝法、多孔CO2微球层模板法)、化学气相沉积法、蒸汽诱导相分离法、电纺法、激光和等离子刻蚀法等,并指出了今后超疏水材料将面临的挑战。     

液滴撞击等温固体平壁的数值模拟

建立了液滴撞击等温固体平壁的物理和数学模型,数值模拟了撞击后液滴的变形和反弹过程,将模拟结果与文献中的实验结果做了比较,两者吻合较好,表明所采用的模型可以模拟液滴在水平壁面上的运动形态.通过比较不同条件下铺展因素随时间的变化规律,分析了液滴碰撞速度、初始接触角对变形过程的影响.     

苄基取代甜菜碱对聚四氟乙烯表面润湿性的影响

利用座滴法研究了两性离子表面活性剂苄基取代烷基羧基甜菜碱(BCB)和苄基取代烷基磺基甜菜碱(BSB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的润湿性质,考察了表面活性剂浓度对接触角的影响趋势,并讨论了粘附张力、固-液界面张力和粘附功的变化规律.研究发现,在低浓度时,表面活性剂通过疏水作用吸附到PTFE表面,疏水链苄基取代支链化使其在固-液界面上的吸附明显低于气-液界面,接触角在很大的范围内保持不变.当体相浓度增加到大于临界胶束浓度(cmc)时, BCB和BSB分子在固-液界面上继续吸附,分子逐渐直立,造成PTFE-液体之间的界面张力(γ_SL)进一步降低,表面亲水性增加,接触角随浓度增加明显降低;另一方面, BSB由于具有较大的极性头,在高浓度时空间阻碍作用明显,导致其对PTFE表面润湿性改变程度小于BCB.     

利用等离子体技术研究聚苯乙烯表面的接枝聚合反应

用O₂等离子体对聚苯乙烯(PS)进行预处理, 再用Ar等离子体引发N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在其表面接枝聚合. 通过接触角(CA)及表面自由能(SE)分析, 探讨了O₂等离子体预处理条件对PS表面自由能的影响, 确定了预处理的最佳条件. 通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和动态接触角(DCA)分析, 比较了O₂等离子体预处理前后和接枝聚合前后PS的表面组成及表面性能, 实验结果表明, 利用等离子体技术能成功地将NVP接枝聚合于PS表面, 接枝聚合后的PS表面由于极性高分子链和粗糙度的增加, 亲水性增强, 水滴易在其表面铺展. 由于接枝聚合后PS表面的高分子链在水中发生重构, 使后退角降低幅度较大, 接触角滞后现象明显.     

细菌纤维素纳米纤维稳定乳液的性能

采用超声和高压均质两种方式分散的细菌纤维素(BC)悬浮液制备了BC纳米纤维稳定的水包油型Pickering乳液, 并考察了纤维用量、 pH值和机械分散方式对乳液稳定性的影响. 结果表明, 乳液的稳定性随纳米纤维用量的增加而增加; 碱性条件比酸性条件制备的乳液稳定性高, 且在pH=12时达到最高. 用高压均质方式分散的BC稳定乳液的效果优于采用超声方式分散的BC的效果, 这是由于高压均质后的纤维较短, 可以提供更多的纳米纤维稳定乳液. 计算结果表明, BC纳米纤维在液体石蜡/水界面上的三相接触角为72.5°, 说明BC适合稳定水包油型乳液.     

磨损增强型超疏水材料的制备及性能研究

通过在有机硅烷中掺杂微纳米级尺度的SiO2颗粒,利用硅烷的水解和聚合成功地制备了1种具有优异耐磨性能和稳定性的超疏水材料.通过该方法所制备的超疏水材料不仅具有良好的耐磨性,而且其超疏水性能可在一定条件下通过表面的磨损得到增强或恢复.该超疏水材料在较苛刻的环境下仍能保持良好的化学稳定性.扫描电镜分析表明贯穿于整个材料且构成材料厚度的微纳米聚合物复合层是赋予该超疏水材料耐磨损性能的主要原因.     

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。