表面微细结构制备超疏水表面.pdf

评 述 第 49 卷 第 17 期 2004 年 9 月
表面微细 0˚的超 固体表面的润湿性由其化学组成和微观几何结
亲水TiO2 表面, 这种表面材料已经成功地被用作防 构共同决定. 众所周知, 润湿性能主要受固体表面化
[5]
雾及自洁的透明涂层 , 其机理为液滴在高能表面上 学组成的影响, 固体表面自由能σSG 越大, 就越容易
铺展开形成液膜, 然后通过液膜流动, 夹带表面污物 被一些液体所润湿, 反之亦然. 所以寻求和制备高表
运动而起到自洁的功能; 而科学家在对动植物表面 面自由能或低表面自由能的固体表面是制备超亲水


图 1
(a) 荷叶表面的双层结构; (b) 蝴蝶鳞片的排列以及鳞片表面的微观结构; (c) 羽毛的微观结构
1691第 49 卷 第 17 期 2004 年 9 月 评 述
和超疏水的前提要求, 因此金属或金属氧化物等高 1 微细结构表面上液滴的形态分析
能表面常用来制备超亲水表面, 而超疏水表面的制 固体表面液滴的接触角是固、气、液界面间表面
备常需在表面覆盖氟碳链或硅烷链来降低表面能. 张力平衡的结果, 液滴的平衡使得体系总能量趋于
但是在光滑表面上光采用化学方法来调节表面自由 最小[13], 因而使液滴在固体表面上处于稳态(或亚稳
[3]
能, 通常仅能使接触角增加到 120° , 而不能再高. 态). 光滑且均匀的固体表面上的液滴, 其三相线上
要达到更高接触角, 就必须设计材料的