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材料表面与水的接触角大小反应材料表面的什么性能
  • 发布日期:2020-03-25      浏览次数:68
    • 润湿性材料表面重要特性通静态接触角表征影响润湿性素主要材料表面化组微观结构主要通表面修饰表面微造型改变材料表面润湿性润湿性已经直接应用产构建超疏水表面润湿性智能控表面现阶段研究热点于建筑、涂饰、物医等领域都重要意义
      润湿自界见现象水滴玻璃铺展雨滴泥土浸润等等润湿性材料表面重要特性并已经功运用类各面例润滑、粘接、泡沫、防水等近随着微纳米技术飞速发展及仿研究兴起于固体表面润湿性研究越越引起重视具超疏水表面金属材料具自清洁作用提高其抗污染、防腐蚀能力;农药喷雾、机械润滑等面却要求液体具良亲水性所于材料表面润湿性研究材料工程具重要意义调控材料表面润湿性通接枝、涂层、腐蚀等众化组微观结构两面材料进行改性并取良结


      1、润湿性
      润湿指液体与固体接触使固体表面能降现象见润湿现象固体表面气体液体取代程例水干净玻璃板铺展形新固/液界面取代原固/气界面程完与固体液体表面性质及固液相互作用密切相关
      润湿作用实际涉及气、液、固三相界面三相交界处自固-液界面经液体内部气-液界面夹角叫接触角θ表示通通Young程计算该程研究液-固润湿作用基础般讲接触角θ判定润湿性坏判据若θ=0液体完全润湿固体表面液体固体表面铺展;0<θ<90°液体润湿固体且θ越润湿性越;90°<θ<180°液体能润湿固体;θ=180°完全润湿液体固体表面凝聚球
      理想表面情况并且没考虑重力影响于实际表面数都粗糙均匀表面污染情况影响接触角素变复杂材料表面本身影响外界环境素材料组结构素处于主导位


      2、润湿性影响素
      材料表面润湿性由表面原或原团性质密堆积式所决定与内部原或性质及排列关研究表明材料表面润湿性受两面素支配:化组微观结构
      化组润湿性影响本质表面能润湿性影响通共价键、离键或金属键等较强作用结合固体具高能表面通范德瓦尔斯力或(氢键)结合固体具低表面能固体表面能越通越容易液体润湿反亦所机固体较机固体聚合物易润湿需要强调表面化组角度考虑固体表面润湿性质仅仅取决于表面外层原或原基团性质及排列情况适应各种需要能进行表面修饰改变固体润湿性质基础
      微观结构于表面润湿性影响本质表面微观几何结构粗糙度影响通具至关重要作用微观结构材料表面润湿性影响目前已两种经典理论其进行析解释即Wenzel理论Cassie理论粗糙表面与液滴接触通两种情况:完全润湿液滴填充于粗糙表面凹坑形润湿表面种接触形式称润湿接触;完全润湿液滴填充于粗糙表面凹坑位于粗糙突起顶部形复合表面种接触形式称复合接触两种接触形式定义粗糙表面液滴两种润湿模式即Wenzel模式Cassic模式别应于wenzel理论cassie理论
      荷叶能够淤泥染荷叶表面具易沾水微米结构乳突乳突表面由表面蜡质晶体形纳米结构[7];蝴蝶翅膀表面具疏水性由于其阔叶型或窄叶型鳞片覆瓦状排列;水鸟羽毛由于其数百微米细羽末端交叉排列数十微米尖刺状羽枝及表面脂质共同作用使其具超疏水特性于些自现象研究渐渐发现固体表面微观结构与润湿性间关系材料表面粗糙度提高增强表面疏水性能表面微纳米结构排列直接影响水滴材料表面运润湿性造影响研究表明通改变材料表面几何结构能够实现粗糙表面两种润湿模式转变通表面刻蚀改变固体润湿性提供依据
      3、润湿性材料工程意义
      材料表面润湿性已经量运用材料工程例:润滑利用润滑油于物件表面润湿性形层保护膜减摩擦力作用达润滑效;底材润湿性涂料能够更粘接铺展;各种防水材料利用材料表
      面疏水性等等现随着类科技术迅猛发展水平益提高各行业材料结构性能要求越越高借助于材料表面微造型及表面修饰控制材料表面润湿性能实现材料表面防水、自清洁、润滑等能力能够改善材料综合使用性能提高材料使用价值
      3.1构建超疏水表面
      超疏水表面自清洁材料微流体损液体传输等领域都广泛应用前景另外用防雪、抗氧化、防止电流传导等工农产都具极其广阔应用前景制备超疏水表面主要两类:类固体表面修饰低表面能物质降低其表面能达超疏水效另类固体表面构建微米或/纳米粗糙结构形超疏水表面主要使用化气相沉积、溶胶凝胶、模版挤、光刻蚀等等
      复旦根据荷叶自清洁原理涂层表面形类似荷叶凹凸形貌种纳米涂层既使灰尘颗粒附着涂层表面呈悬空状态使水与涂层表面接触角增加利于水珠涂层表面滚落进步保证堆积或吸附污染性微粒风雨冲刷脱离涂层表面达自清洁效已海博物馆、央电视台等项目获示范应用科院理化技术研究所功研制种用于种材质表面同具抗菌、防雾、防霉、自洁光催化解污染物等重功效新型光触媒涂料种涂料种场合诸汽车视镜、汽车玻璃、玻璃幕墙、道路交通指示牌、广告牌、汽车火车车身使用能使物体表面较间内保持洁净显著减少清洗数难度降低清洗本危险性提高雨雪气寒冷季节行车安全
      3.2构建润湿智能响应型表面
      特殊润湿性材料由于其独特理化性质涂饰、防水物医用材料等领域高潜利用价值构建种智能界面材料能够通外界刺激便、精确调控固体表面润湿性使超亲水超疏水状态间转换材料工程重意义
      种响应材料药物运输、传器微流体关等面广阔应用前景
      科院化研究所江雷面做量研究利用热响应性高实现温度控制超亲水超疏水间逆转换;功制备紫外光控制超亲水、超疏水逆转换阵列氧化锌纳米结构实现仿控超疏水与超亲水逆关纳米界面材料制备
      总说润湿性作材料重要表面特性已经直接运用随着材料制备工艺仿研究益发展润湿性运用前景已经展现家眼前于材料表面润湿性研究改性引起广泛兴趣于材料表面润湿性研究建筑、农业、物医材料等领域都重要意义

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