仿荷葉表面研究進(jìn)展

1、仿荷葉表面研究進(jìn)展仿荷葉表面研究進(jìn)展摘要近年來近年來荷葉表面的自清潔功能荷葉表面的自清潔功能引起人們極大的研究興趣引起人們極大的研究興趣這種自這種自清潔功能源自于清潔功能源自于表面形貌表面形貌與低表面能物質(zhì)低表面能物質(zhì)的共同作用的共同作用。目前。目前已用不少方法來制備仿荷葉表面。本文回顧近年來仿荷葉表面研究已用不少方法來制備仿荷葉表面。本文回顧近年來仿荷葉表面研究成果成果探討仿荷葉表面研究與發(fā)展趨勢(shì)。探討仿荷葉表面研究與發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞

2、關(guān)鍵詞荷葉表面荷葉表面自清潔自清潔接觸角接觸角滾動(dòng)角滾動(dòng)角表面結(jié)構(gòu)表面結(jié)構(gòu)近年來近年來自然界中的自然界中的超疏水超疏水(接觸角大于接觸角大于150150滾動(dòng)角小于滾動(dòng)角小于1010)與自清潔現(xiàn)象自清潔現(xiàn)象引起人們的研究興趣。引起人們的研究興趣。[疏水性分子疏水性分子在水里通常會(huì)聚成一團(tuán)，而水在疏水性溶液的表面時(shí)則在水里通常會(huì)聚成一團(tuán)，而水在疏水性溶液的表面時(shí)則會(huì)形成一個(gè)很大的會(huì)形成一個(gè)很大的接觸角接觸角而成水滴狀。而成水滴狀。超疏水性物

3、質(zhì)超疏水性物質(zhì)，如荷葉，具，如荷葉，具有極難被水沾濕的表面，其水在其表面的接觸角超過有極難被水沾濕的表面，其水在其表面的接觸角超過150，滑動(dòng)角，滑動(dòng)角小于小于20。][][接觸角接觸角是指在氣、液、固是指在氣、液、固三相三相交點(diǎn)處所作的氣交點(diǎn)處所作的氣液界液界面的切線穿過液體面的切線穿過液體lv與固與固液交界線液交界線sl之間的之間的夾角夾角θ，是潤濕程度的量，是潤濕程度的量度。度。若θ1r1根據(jù)根據(jù)WenzelWenzel方程可知親

4、水膜在增加粗糙度后將更親水疏水方程可知親水膜在增加粗糙度后將更親水疏水膜則更疏水膜則更疏水(2)(2)式中的式中的r為表面粗糙度為表面粗糙度即實(shí)際表面積與表面投影面積之比值即實(shí)際表面積與表面投影面積之比值θ為平整表面的接觸角。根據(jù)為平整表面的接觸角。根據(jù)WenzelWenzel方程方程對(duì)于疏水表面對(duì)于疏水表面增加表面粗增加表面粗糙度糙度液滴的接觸角增大液滴的接觸角增大則更加疏水；而對(duì)于親水表面則更加疏水；而對(duì)于親水表面增加表面粗增加表面

5、粗糙度糙度液滴的接觸角反而減小，則更加親水。液滴的接觸角反而減小，則更加親水。CassieCassie等認(rèn)為水滴在粗糙表面接觸存在兩種界面認(rèn)為水滴在粗糙表面接觸存在兩種界面(圖1)1):水滴與固水滴與固體界面以及由于毛細(xì)現(xiàn)象水滴無法進(jìn)入微孔而形成空氣墊從而形成體界面以及由于毛細(xì)現(xiàn)象水滴無法進(jìn)入微孔而形成空氣墊從而形成的水滴與空氣墊界面的水滴與空氣墊界面并認(rèn)為水滴與空氣墊的接觸角為并認(rèn)為水滴與空氣墊的接觸角為180180因此因此提出粗糙表