SiC表面Ni沉积超疏水膜层的形成机理

前期采用环境友好方法制备的改性碳化硅颗粒,经较长时间放置,发现其由亲水性转变为超疏水性,接触角为156°。为解释这一新的现象,采用扫描电子显微镜、能谱、(高分辨)透射电子显微镜、X射线光电子能谱(XPS)对原粉碳化硅、改性后碳化硅及久置碳化硅进行了测试与分析。结果显示：改性后碳化硅经较长时间放置,表面胞状颗粒增大并出现凸起物,粗糙度增加,存在类似于荷叶的微纳米结构。改性后颗粒的主要成分为Ni、Si、O,其中凸起处Ni、O元素的含量明显高于凹陷处。Ni颗粒表面出现清晰的膜层,膜层厚度为2～3 nm,但结晶度偏低。XPS测试结果显示金属镍的特征峰正向移动近4 eV,与镍的氧化态特征峰相一致,从而解释了颗粒表面形态发生细小改变,自发形成超疏水膜层的机理。     

基于水滴模板法的微纳复合超疏水结构制备的研究

利用粒子辅助水滴模板法的实施获得规则蜂窝状图案化多孔结构模板,并进一步利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制转移技术获得表面具有微米尺寸蜂窝状突起阵列的反向图案化结构.以这种图案化突起结构作为微米尺寸所提供的微米级粗糙度为基础,设计了2种的简单的二次纳米结构的引入过程,最终实现了微米级阵列和纳米级粗糙度的复合.第一种方法借助银镜反应来实现纳米银结构的化学沉积,最终在PDMS阵列表面获得了致密的纳米银颗粒沉积层,并成功获得了表面接触角达166度的超疏水性质.第二种方法利用了聚电解质/二氧化硅粒子层层静电自组装的方法引入纳米结构,结果在仅仅进行了2个组装循环的条件下即可获得超疏水性质的表面复合结构.通过简单的实验设计试图提供一种基于水滴模板法的微纳复合超疏水结构的普适性制备方法.     

超疏水表面研究进展

综述了超疏水表面研究进展,简述了超疏水表面研究的理论基础,归纳总结了超疏水表面的制备方法及存在的问题,并介绍了功能超疏水材料研究的最新进展.指出超疏水表面因其独特的自清洁性能而成为功能材料及表面界面科学领域的研究热点之一,并就其今后的发展进行了展望.     

透明超疏水材料的研究进展

超疏水表面在包括自清洁、防腐、防冰和流体输送过程中的减阻等许多领域都有广泛应用,透明的超疏水表面更是在太阳能光伏电池板和其他光学领域具有自我清洁的潜在应用。本文首先介绍了透明超疏水的相关理论,然后概括了制备超疏水表面常见的方法,重点归纳总结了用于构建粗糙度的不同物质,如SiO2、 TiO2 等,并分析了其优缺点;最后,简单介绍了透明超疏水的应用前景,并对其研究方向进行了展望。     

超疏水表面的制备方法

超疏水表面材料具有防水、防污、可减少流体的粘滞等优良特性,是目前功能材料研究的热点之一.其中超疏水表面的制备方法是研究的关键点.介绍和评述超疏水表面的制备方法,对该领域的发展方向进行了展望.     

超疏水油水分离材料研究进展

近年来,石油泄漏和有机污染物排放对环境和生态系统造成了严重甚至不可挽回的损害,油水分离已成为一个全球性的挑战,如何处理油水混合物并将其有效分离已成为目前亟待解决的问题.许多仿生超疏水材料已被用于选择性油水分离研究,显示出诱人的应用前景.本文作者简要介绍了自然界超疏水现象以及固体表面浸润性理论,分析了材料的疏水亲油原理,重点介绍了近年来超疏水油水分离材料的研究应用进展,并对本领域的研究趋势进行了展望.     

超疏水涂层防覆冰机理及制备

结构物表面严重覆冰有时会威胁人们的生命财产安全,影响经济社会的平稳运行。超疏水涂层具有超大接触角、低滚动角的特性,在防覆冰领域有很好的应用前景。本文重点总结了超疏水涂层防覆冰机理的相关研究结果,并简单综述了聚合物-微粒复合材料类、特殊表面结构类两种典型超疏水型防覆冰涂层的研究进展,指出了目前在超疏水型防覆冰涂层研究中存在的不足,并对其发展趋势进行了展望。     

SiC表面Ni沉积超疏水膜层的形成机理

前期采用环境友好方法制备的改性碳化硅颗粒,经较长时间放置,发现其由亲水性转变为超疏水性,接触角为156°。为解释这一新的现象,采用扫描电子显微镜、能谱、(高分辨)透射电子显微镜、X射线光电子能谱(XPS)对原粉碳化硅、改性后碳化硅及久置碳化硅进行了测试与分析。结果显示：改性后碳化硅经较长时间放置,表面胞状颗粒增大并出现凸起物,粗糙度增加,存在类似于荷叶的微纳米结构。改性后颗粒的主要成分为Ni、Si、O,其中凸起处Ni、O元素的含量明显高于凹陷处。Ni颗粒表面出现清晰的膜层,膜层厚度为2~3 nm,但结晶度偏低。XPS测试结果显示金属镍的特征峰正向移动近4eV,与镍的氧化态特征峰相一致,从而解释了颗粒表面形态发生细小改变,自发形成超疏水膜层的机理。     

自修复超疏水涂层材料研究进展

超疏水涂层材料具有自清洁、减阻、防雾、防黏附等特点,被广泛应用于防腐涂层、管道运输、油水分离等领域。但超疏水涂层材料在使用过程中由于物理磨损和化学腐蚀等原因易使其丧失超疏水性能,限制了其在工业中的实际应用,因此自修复超疏水涂层材料应运而生,且成为近年来的研究热点。本文综述了自修复超疏水涂层材料的最新研究进展,总结并对比了外援型自修复超疏水涂层材料和本征型自修复超疏水涂层材料的优缺点,同时对该领域的未来发展前景进行了简要展望。     

超疏水性材料表面的制备、应用和相关理论研究的新进展

文章总结了Wenzel方程、Cassie方程及一种具有极高精确度的,可方便测出固体表面上液滴前进角和后退角的测试方法等超疏水表面的最新理论研究成果;回顾了溶胶凝胶法、化学修饰法、喷涂法、液相法、化学蚀刻法、水热法、微相分离法、原位聚合法、静电纺丝法、阳极氧化法等近几年出现的超疏水表面的制备方法;介绍了在微物质能量、生物医学、光学、燃料以及电池应用等领域超疏水表面的最新功能性的应用。最后,客观地展望了超疏水表面制备及理论研究的发展方向。     

高黏附性超疏水表面的研究进展

黏附性是超疏水表面的一个重要特性,随着对超疏水表面研究的深入,具有响应特性的智能超疏水表面引起了人们的极大兴趣,而能够作为“机械手”抓取液滴的具有高黏附性的超疏水表面自然成为关注对象。 本文讨论了表面形貌和表面化学组成对超疏水表面黏附性的影响,综述了近年来高黏附性超疏水表面制备方面的研究进展,并对高黏附性超疏水表面未来的研究方向做出了展望。     

液滴在超疏水植物叶面的沉积：实验和分子动力学模拟

农药液滴在靶标植物叶面的动态沉积对于提高农药利用率具有重要的意义,特别是在超疏水植物叶面的动态沉积。在本文中,我们利用生物基表面活性剂和甘油之间的氢键作用来增强液滴在超疏水植物叶面的有效沉积。在较低浓度的山梨醇-烷基胺表面活性剂溶液中,添加0.001%的甘油,可有效抑制液滴在不同超疏水/疏水植物叶片表面的弹跳和飞溅行为。结果表明,甘油的加入并没有显著改变山梨醇-烷基胺表面活性剂溶液的表面张力、粘度和聚集体的形态。核磁共振波谱(DOSY)显示,甘油加速了山梨醇-烷基胺表面活性剂分子的扩散速度。利用分子动力学模拟,对山梨醇-烷基胺表面活性剂/甘油体系的能量演化及表面活性剂相对于固体表面距离的分布进行了研究。这项目工作不仅为抑制液滴在植物叶面的弹跳飞溅提供了一种建设性的方法,而且为选择农用表面活性剂提供了理论基础。     

在不同溶剂中制备生物质基超疏水材料的研究进展

超疏水材料因具有超高的拒水性以及自清洁能力而备受关注,但是在制备过程中也因所选用溶剂和低表面能物质不同给环境带来不同程度的压力.生物质材料可再生、价格低并且绿色无污染,常用于超疏水材料的制备.本文介绍了生物质基超疏水材料的制备方法,并按照制备技术中所用溶剂不同分类,将生物质基超疏水材料分为有机溶剂型、水基/半水基型、无...     

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。     

微流控芯片液滴生成与检测技术研究进展

微流控芯片液滴技术是一种操控微小体积液体的新技术,既可实现高通量微观样本的生成及控制,也可进行独立液滴的操作.分散的微液滴单元可作为理想的微反应器,在生物医药中的药物筛选、材料筛选和高附加值微颗粒材料合成领域展现出巨大的应用潜力.液滴微流控芯片是利用流体剪切力的改变,使互不相溶的两相流体在其界面处生成稳定、有序的液滴,...     

超疏水性表面的制备及应用进展

近年来,受荷叶、水黾腿、壁虎脚等天然超疏水生物表面特性的启发,研究者们进行了大量仿生超疏水表面材料的制备及应用研究。超疏水性表面因其特殊的微纳分层结构,具有自清洁、防覆冰、防腐蚀、减阻等优异性能。本文阐述了表面润湿、疏水的基本机理,以及超疏水表面研究的理论基础,对超疏水表面制备的最新研究进展进行了综述,并揭示了研究中存在的问题。最后,介绍了超疏水表面在涂料、织物、防腐、抗菌及防雾等领域中的应用,展望了其未来的研究方向和前景。     

注压成型纳米结构PP/POE共混物表面的液滴低温冲击行为

以制备的阳极氧化不锈钢模板为模具嵌件, 采用注射压缩成型(ICM)工艺快速成型表面具有纳米丝结构的柔性聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE, PP与POE质量比为3∶1)共混物复制物和准刚性PP复制物, 研究常温液滴冲击?10 ℃复制物表面的动态行为. 结果表明, 致密的纳米丝使复制物表面呈现超疏水、 极低黏附的润湿状态. 在低冲击速度范围内, 共混物复制物表面上液滴的接触时间比PP复制物上的短, 可归因于液滴铺展阶段柔性纳米丝储存的弹性势能在回缩阶段转换为液滴的动能; 在高冲击速度范围内, 共混物复制物基板和纳米丝储存的弹性势能被转换为液滴的动能, 进一步缩短了液滴的接触时间. 此结果表明, 共混物复制物的柔性和表面超疏水性使其具有优异的防冻黏性能. 共混物复制物表面上水滴(50 μL)的结冰时间得到明显延长、 冰黏附强度明显降低. 研究结果表明, 可采用ICM快速成型具有优异防冻黏和防冰性能的柔性超疏水高分子材料表面.     

仿生超疏水表面的抗冷凝失效研究进展

在存在一定过冷度或蒸汽过饱和度的条件下,水蒸汽可在固体表面凝结成核.随着过冷度增大,液滴成核半径将随之减小,冷凝液滴的生长融合将无法避免地发生在超疏水表面不可或缺的微/纳米结构内.若液滴不能及时排出,则会滞留在表面结构内并挤出空气,形成局部浸润,导致材料表面的超疏水性能下降或失效,甚至引起泛洪.本文首先总结了表面因冷凝...