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潤(rùn)濕性材料表面重要特性通靜態(tài)接觸角表征影響潤(rùn)濕性素主要材料表面化組微觀結(jié)構(gòu)主要通表面修飾表面微造型改變材料表面潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性已經(jīng)直接應(yīng)用產(chǎn)構(gòu)建超疏水表面潤(rùn)濕性智能控表面現(xiàn)階段研究熱點(diǎn)于建筑、涂飾、物醫(yī)等領(lǐng)域都重要意義
潤(rùn)濕自界見現(xiàn)象水滴玻璃鋪展雨滴泥土浸潤(rùn)等等潤(rùn)濕性材料表面重要特性并已經(jīng)功運(yùn)用類各面例潤(rùn)滑、粘接、泡沫、防水等近隨著微納米技術(shù)飛速發(fā)展及仿研究興起于固體表面潤(rùn)濕性研究越越引起重視具超疏水表面金屬材料具自清潔作用提高其抗污染、防腐蝕能力；農(nóng)藥噴霧、機(jī)械潤(rùn)滑等面卻要求液體具良親水性所于材料表面潤(rùn)濕性研究材料工程具重要意義調(diào)控材料表面潤(rùn)濕性通接枝、涂層、腐蝕等眾化組微觀結(jié)構(gòu)兩面材料進(jìn)行改性并取良結(jié)
1、潤(rùn)濕性
潤(rùn)濕指液體與固體接觸使固體表面能降現(xiàn)象見潤(rùn)濕現(xiàn)象固體表面氣體液體取代程例水干凈玻璃板鋪展形新固/液界面取代原固/氣界面程完與固體液體表面性質(zhì)及固液相互作用密切相關(guān)[1]
潤(rùn)濕作用實(shí)際涉及氣、液、固三相界面三相交界處自固-液界面經(jīng)液體內(nèi)部氣-液界面夾角叫接觸角θ表示通通Young程計(jì)算該程研究液-固潤(rùn)濕作用基礎(chǔ)般講接觸角θ判定潤(rùn)濕性壞判據(jù)若θ=0液體潤(rùn)濕固體表面液體固體表面鋪展；0<θ<90°液體潤(rùn)濕固體且θ越潤(rùn)濕性越；90°<θ<180°液體能潤(rùn)濕固體；θ=180°潤(rùn)濕液體固體表面凝聚球
理想表面情況并且沒(méi)考慮重力影響于實(shí)際表面數(shù)都粗糙均勻表面污染情況影響接觸角素變復(fù)雜材料表面本身影響外界環(huán)境素材料組結(jié)構(gòu)素處于主導(dǎo)位
2、潤(rùn)濕性影響素
材料表面潤(rùn)濕性由表面原或原團(tuán)性質(zhì)密堆積式所決定與內(nèi)部原或性質(zhì)及排列關(guān)研究表明材料表面潤(rùn)濕性受兩面素支配：化組微觀結(jié)構(gòu)
化組潤(rùn)濕性影響本質(zhì)表面能潤(rùn)濕性影響通共價(jià)鍵、離鍵或金屬鍵等較強(qiáng)作用結(jié)合固體具高能表面通范德瓦爾斯力或(氫鍵)結(jié)合固體具低表面能固體表面能越通越容易液體潤(rùn)濕反亦所機(jī)固體較機(jī)固體聚合物易潤(rùn)濕需要強(qiáng)調(diào)表面化組角度考慮固體表面潤(rùn)濕性質(zhì)僅僅取決于表面外層原或原基團(tuán)性質(zhì)及排列情況適應(yīng)各種需要能進(jìn)行表面修飾改變固體潤(rùn)濕性質(zhì)基礎(chǔ)
微觀結(jié)構(gòu)于表面潤(rùn)濕性影響本質(zhì)表面微觀幾何結(jié)構(gòu)粗糙度影響通具至關(guān)重要作用微觀結(jié)構(gòu)材料表面潤(rùn)濕性影響目前已兩種經(jīng)典理論其進(jìn)行析解釋即Wenzel理論Cassie理論粗糙表面與液滴接觸通兩種情況：潤(rùn)濕液滴填充于粗糙表面凹坑形潤(rùn)濕表面種接觸形式稱潤(rùn)濕接觸；潤(rùn)濕液滴填充于粗糙表面凹坑位于粗糙突起頂部形復(fù)合表面種接觸形式稱復(fù)合接觸兩種接觸形式定義粗糙表面液滴兩種潤(rùn)濕模式即Wenzel模式Cassic模式別應(yīng)于wenzel理論cassie理論
荷葉能夠淤泥染荷葉表面具易沾水微米結(jié)構(gòu)乳突乳突表面由表面蠟質(zhì)晶體形納米結(jié)構(gòu)[7]；蝴蝶翅膀表面具疏水性由于其闊葉型或窄葉型鱗片覆瓦狀排列；水鳥羽毛由于其數(shù)百微米細(xì)羽末端交叉排列數(shù)十微米尖刺狀羽枝及表面脂質(zhì)共同作用使其具超疏水特性于些自現(xiàn)象研究漸漸發(fā)現(xiàn)固體表面微觀結(jié)構(gòu)與潤(rùn)濕性間關(guān)系材料表面粗糙度提高增強(qiáng)表面疏水性能表面微納米結(jié)構(gòu)排列直接影響水滴材料表面運(yùn)潤(rùn)濕性造影響研究表明通改變材料表面幾何結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)粗糙表面兩種潤(rùn)濕模式轉(zhuǎn)變通表面刻蝕改變固體潤(rùn)濕性提供依據(jù)
3、潤(rùn)濕性材料工程意義
材料表面潤(rùn)濕性已經(jīng)量運(yùn)用材料工程例：潤(rùn)滑利用潤(rùn)滑油于物件表面潤(rùn)濕性形層保護(hù)膜減摩擦力作用達(dá)潤(rùn)滑效；底材潤(rùn)濕性涂料能夠更粘接鋪展；各種防水材料利用材料表
面疏水性等等現(xiàn)隨著類科技術(shù)迅猛發(fā)展水平益提高各行業(yè)材料結(jié)構(gòu)性能要求越越高借助于材料表面微造型及表面修飾控制材料表面潤(rùn)濕性能實(shí)現(xiàn)材料表面防水、自清潔、潤(rùn)滑等能力能夠改善材料綜合使用性能提高材料使用價(jià)值
3.1構(gòu)建超疏水表面
超疏水表面自清潔材料微流體損液體傳輸?shù)阮I(lǐng)域都廣泛應(yīng)用前景另外用防雪、抗氧化、防止電流傳導(dǎo)等工農(nóng)產(chǎn)都具極其廣闊應(yīng)用前景制備超疏水表面主要兩類：類固體表面修飾低表面能物質(zhì)降低其表面能達(dá)超疏水效另類固體表面構(gòu)建微米或/納米粗糙結(jié)構(gòu)形超疏水表面主要使用化氣相沉積、溶膠凝膠、模版擠、光刻蝕等等
復(fù)旦根據(jù)荷葉自清潔原理涂層表面形類似荷葉凹凸形貌種納米涂層既使灰塵顆粒附著涂層表面呈懸空狀態(tài)使水與涂層表面接觸角增加利于水珠涂層表面滾落進(jìn)步保證堆積或吸附污染性微粒風(fēng)雨沖刷脫離涂層表面達(dá)自清潔效已海博物館、央電視臺(tái)等項(xiàng)目獲示范應(yīng)用科院理化技術(shù)研究所功研制種用于種材質(zhì)表面同具抗菌、防霧、防霉、自潔光催化解污染物等重功效新型光觸媒涂料種涂料種場(chǎng)合諸汽車視鏡、汽車玻璃、玻璃幕墻、道路交通指示牌、廣告牌、汽車火車車身使用能使物體表面較間內(nèi)保持潔凈顯著減少清洗數(shù)難度降低清洗本危險(xiǎn)性提高雨雪氣寒冷季節(jié)行車安全
3.2構(gòu)建潤(rùn)濕智能響應(yīng)型表面
特殊潤(rùn)濕性材料由于其理化性質(zhì)涂飾、防水物醫(yī)用材料等領(lǐng)域高潛利用價(jià)值構(gòu)建種智能界面材料能夠通外界刺激便、精確調(diào)控固體表面潤(rùn)濕性使超親水超疏水狀態(tài)間轉(zhuǎn)換材料工程重意義
種響應(yīng)材料藥物運(yùn)輸、傳器微流體關(guān)等面廣闊應(yīng)用前景
科院化研究所江雷面做量研究利用熱響應(yīng)性高實(shí)現(xiàn)溫度控制超親水超疏水間逆轉(zhuǎn)換；功制備紫外光控制超親水、超疏水逆轉(zhuǎn)換陣列氧化鋅納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)仿控超疏水與超親水逆關(guān)納米界面材料制備
總說(shuō)潤(rùn)濕性作材料重要表面特性已經(jīng)直接運(yùn)用隨著材料制備工藝仿研究益發(fā)展?jié)櫇裥赃\(yùn)用前景已經(jīng)展現(xiàn)家眼前于材料表面潤(rùn)濕性研究改性引起廣泛興趣于材料表面潤(rùn)濕性研究建筑、農(nóng)業(yè)、物醫(yī)材料等領(lǐng)域都重要意義
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