荷葉效應(yīng)和超雙疏表面

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一般有機(jī)物及高聚物為低能表面，不易潤(rùn)濕，而氧化物、硫化物、無(wú)機(jī)鹽等為高能表面，容易潤(rùn)濕，當(dāng)表面上水的接觸角大于90度時(shí)，為疏水表面；當(dāng)接觸角大于150度時(shí)，稱(chēng)為超疏水表面，不僅疏水也疏油，也稱(chēng)為雙疏表面，僅通過(guò)改變表面張力很難達(dá)到雙疏效果，但對(duì)于表面僅有一層蠟覆蓋的蠟與水的接觸角為160度，這種現(xiàn)象叫做荷葉效應(yīng)。水在蠟上接觸角不會(huì)如此高，經(jīng)研究證明這些天然植物表面無(wú)一例外非常粗糙，荷葉表面有無(wú)數(shù)微米級(jí)乳突，每個(gè)微米級(jí)乳突上又有無(wú)數(shù)納米級(jí)乳突覆蓋，這種微納結(jié)構(gòu)造成荷葉具有極高的粗糙度。

表面張力由化學(xué)組成決定，而接觸角不僅和表面張力有關(guān)和表面粗糙度也有關(guān)。

在各種材料的表面如果有納米尺寸稽核形狀互補(bǔ)的微觀結(jié)構(gòu)，如凹凸相間的納米結(jié)構(gòu)，由于納米尺寸的凹的表面可使吸附氣體存在，所以宏觀上相當(dāng)于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜，使油和水無(wú)法直接和表面完全接觸，從而表現(xiàn)出超雙疏性。

超雙疏漆膜表面有重要意義，超雙疏涂料可以作為自清潔涂料，可用于防止生物生長(zhǎng)的船舶防污涂料和減阻涂料，現(xiàn)在有很多方法用于制造超疏水表面，如等離子表面聚合法、升華制孔法等，但以上的方法對(duì)制備大面積的涂層很困難。