硅烷表面修饰引发的ZnO微米棒膜的超疏水性

采用简单的低温水热法制备出ZnO微米棒薄膜,其经辛基三甲氧基硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修饰后显示出超疏水性,静态接触角分别为(150±1.3)°和(155±1.5)°,滚动角依次为5°和3°。 ZnO微米棒的微结构和低表面能材料辛基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的表面修饰是其显示超疏水性的原因,用Cassie理论对膜的润湿性进行了分析。     

超疏水性层状钛硅微球材料的制备与催化应用

以气溶胶辅助自组装的方法合成了超疏水性的有机无机杂化层状钛硅微球材料(micro sphere layered organotitanosilicate,ms-LOTS);利用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微球形貌,利用X射线粉末衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)表征材料的结构信息,并考察其在环己烯环氧化反应中的催化活性。研究发现,前驱体浓度和自组装温度是影响材料的微球形貌的关键因素,控制一定的合成条件,可以制备颗粒分布均匀、粒径为2~4μm的超疏水性层状钛硅微球材料;该材料在室温下环己烯环氧化反应中表现出良好的催化活性。     

水蒸气在超疏水表面上的冷凝传热

用高温裂解法在紫铜基底上制备了疏水性碳纳米管膜,通过对此碳纳米管膜进行氟化处理,改善了表面的疏水性.在室温下,实验测得水在这种表面上的接触角在90°～130°之间.以水蒸气为冷凝介质的冷凝传热实验表明,水蒸气在超疏水纳米材料表面上能形成较好的滴状冷凝,冷凝传热膜系数可达40000 W/(m2·K).与纯粹膜状冷凝相比,冷凝传热系数提高3～4倍.分析表明,此碳纳米管膜所产生的附加热阻只占冷凝传热热阻的千分之一,对冷凝传热膜系数的影响可以忽略.     

铝表面ZnO/Zn-Al LDH微米-纳米结构及其超级疏水性能

A multi-dimension bionic-like super-hydrophobic material， ZnO/Zn-Al LDH， was fabricated by modifying the Al surface in alkaline conditions at room temperature. After coated by ZnO/Zn-Al LDH， the aluminum surface shows both micro- and nano-bionic-like structures of lotus leaves.     

直接电沉积具有枝晶壁的三维多孔Pt

在室温下用氢气泡动态模板阴极沉积法直接快速制备了由枝晶够成的三维多孔铂膜(3D PDPFs)。详细研究了沉积电势、温度、时间、电解质和基底等实验参数。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对沉积的3D PDPFs进行了表征。3D PDPFs展现出多种能性：相对于光滑的铂电极,对甲醇氧化的电催化活性提高,吸附吡啶的表面增强拉曼散射(SERS)信号相当强,以及该3D PDPFs修饰N-十二烷硫醇单层后的表现出超疏水性。该方法为三维PDPFS的制作提供了一种简单的新方法。     

超疏水小球低速入水空泡研究

物体入水问题是一类复杂的流固耦合问题,具有广泛的工程应用背景.物体在跨越自由液面入水的过程中,在一定的条件下,会向水中卷入空气形成空泡,空泡的运动还可能形成指向物体的射流,从而对物体的受力及其运动过程产生影响.超疏水表面能够在物体入水过程中形成多尺度流固耦合作用,进而影响物体的运动和宏观流动现象.而对于小尺度的小球低速入水问题,表面和界面力往往起主导作用.为了在更广的参数空间获得超疏水小球入水空泡类型和小球的运动特性,采用高速摄影实验方法,研究了半径0.175$\sim$10mm的超疏水小球低速入水及空泡动力学行为,获得了小球漂浮振荡、准静态空泡、浅闭合空泡、深闭合空泡和表面闭合空泡5种类型的动力学行为,探讨了这些运动行为与韦伯数We}和邦德数Bo之间的关系,并推导了小球漂浮振荡与下沉现象的无量纲关系.研究结果表明:超疏水小球的入水及空泡动力学行为主要与韦伯数We和邦德数Bo有关.在邦德数Bo $<$ $O$ (10$^{-1})$范围内,表面张力对流动的影响显著,随着韦伯数We}的增大,小球入水及空泡动力学行为依次经历漂浮振荡、准静态闭合、浅闭合、深闭合和表面闭合;在邦德数$O$ (10$^{-1})$<$ Bo} $<$O(1)$范围内,漂浮振荡现象不再发生;当邦德数$Bo>O(1)$后,浅闭合现象也不再发生;小球漂浮振荡与下沉现象的临界关系可以用相似律关系描述.      

利用不同硅前体制备超疏水性白炭黑膜

以稻壳灰和水玻璃为前驱体,以氨基硅油(amino silicon oil-ASO)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备不同性能的超疏水性白炭黑及其膜.主要研究不同前驱体和改性剂用量对白炭黑疏水性膜性能的影响,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和润湿接触角进行性能表征.研究结果表明,以稻壳灰或水玻璃为前驱体,采用改进的溶胶-凝胶法均能制备出接触角大于160°的SiO2超疏水膜;采用相同的改性剂,可以得到颗粒形态完全不同的SiO2膜;改性剂的作用对SiO2表面改性作用是一种接枝反应,将疏水性基团接枝替代SiO2表面的羟基,而使SiO2表面疏水,且能起到模板作用,引导水玻璃溶胶颗粒聚合成棒状或纤维状结构.     

超疏水性生物表面的研究进展

介绍了几种天然超疏水生物表面的研究进展,包括蛾翅膀、蝉翼、蝴蝶翅膀、白蚁翅膀、甲虫,蚊子的腿、翅及其复眼,水黾的腿部和荷叶的表面。 对现有的仿生超疏水材料的制备方法及常用作表面修饰的低表面能材料做了简单的归纳与总结。 对超疏水材料研究面临的挑战及以后的发展趋势做了展望。