超疏水材料研究论文

润湿性是固体表面的重要性能,描述润湿性的物理参数为液滴的接触角。既然是疏水材料，那么这种材料的水接触角必然大于一个固定数值，目前学术公认的数值是90度。那么要制作这种大接触角的材料一般需要考虑的影响因素首先是表面能，表面能与接触角的大小有直接的关系,低表面能物质 (硅烷化试剂、烷基化试剂和碳氟化合物等 )对于增大水滴接触角,增强表面的疏水性能具有重要作用。也就是说，在某种固体材料的表面修饰上低表面能物质可以增大其疏水性。除了化学因素外,表面物理结构形貌特别是微观几何是决定疏水的关键因素。大量的理论和实验表明,只要有合适的微观粗糙结构,在较小的本征接触角条件下也能使液滴处于稳定的复合润湿态（参考荷叶的疏水结构）。还有，一个润湿系统由固体表面、液滴、外部环境组成。为达到理想的超疏水性,固体表面的内在作用可在外部环境的刺激下得到进一步加强。更重要的是,通过外界影响,可人为调控超疏水行为,这对将来发展各种机敏智能超疏水材料意义重大。外部环境作用主要包括声、光、电、热、振动、压强等,它们对表面润湿性质有极大影响。不过，我个人认为，题干中的疏水材料制作，主要应该是考虑物理和化学因素，可以在基材上设计合理的微纳米结构进行蚀刻，然后通过化学反应或者吸附等物理过程修饰低表面能物质，就能制作出疏水材料甚至是超疏水材料（接触角大于150°）。

参考文献我这里倒是没有，不过我这里先确定你的硅是亲水性的，这是肯定的。你的审核人没有错！！！当然我不是你的审核人，你放心。因为我是做化工的，在蚀刻和显影这一块加硅的最主要的原因就是亲水，不会让水中的一些金属离子吸附！！主要就是保护设备的完整性，做到设备的使用寿命最大化。且用多久设备的内表面和管道都不会结逅，也就是喷嘴不会堵塞。

纳米材料、微纳复合材料尤其是具有特殊浸润性(如超疏水性、超双疏性等)的微纳复合材料在人们的日常生活和国民生产各个部门都有着广泛的应用前景,因而也引起科学界的广泛关注。由于固体表面的浸润性决定于其表面的化学组成和表面形貌,因此通过改变固体的表面自由能和表面形貌可以实现对固体材料表面浸润性控制。本论文正是基于这一理论从固体的表面化学组成和表面微观结构两个方面入手,利用多种技术手段和各种化学物质构筑了微纳米结构的表面,同时控制所制备结构的表面自由能,实现了对固体表面浸润性的控制,为功能纳米界面的进一步应用奠定了基础。主要内容如下: 1.利用聚合物二次复形的方法在PDMS表面复制了并还原了玫瑰花表面的微观形貌,制备出了具有高粘滞力特性的仿生超疏水表面。经研究表明:所制备表面之所以具有高粘滞和超疏水的特性是由于其特殊的乳突状微米结构、凹槽状纳米结构和PDMS表面化学组成所决定的。此外,由于其具有高粘滞超疏水特性和一定的防酸碱腐蚀的作用,使得所制备表面可以在微量液体尤其是腐蚀性液体的传输上获得应用。 2.采用自组装的方法在金属铜、锌等表面构筑了具有微纳复合结构的超双疏表面。该方法十分简单,并且所制备的表面具有优良的疏水疏油性能,对水和油的接触角都超过160°,水滴和油滴很容易从所制备的表面滚落,滚动角也都小于5°。此外,所制备的表面还具有出色的化学和热稳定性。各种表征结果和理论分析表明:所制备表面具有的优良的超双疏和稳定性是有其自身所具有的特殊的化学结构和表面微观形貌所决定的。 3.采用一步电化学沉积的方法在各种金属及合金(铜、铁、钛、锌、铝,铜锌合金等)上制备出了具有防腐特性的稳定的超疏水表面。本方法操作简单,反应速度快并且具有非常好的普适性。此外,利用上述方法可以在金属网上构筑超疏水/超亲油的网状结构,实现油水分离。

在线阅读下载引用收藏 分享摘要：超疏水材料广泛应用于暖通空调、航空工业、金属防护、纺织轻工业、水利工程等行业，并对各相关部门中产品的开发、使用有重要的影响。研究润湿性表面液滴的自弹跳现象对于冷凝液滴自清洁、强化冷凝传热、防结冰等领域具有十分突出的作用。润湿性表面的液滴弹跳现象发生在很小的尺寸范围，通常在20~200?m之间，而且实验研究很难准确控制液滴的半径、黏度和表面张力等物理参数，因此可以采用数值模拟的方法研究润湿性表面液滴的自弹跳现象。大多数的论文都是研究超疏水表面液滴合并诱导发生弹跳的现象，本文不仅认真地研究不同物理参数对合并液滴发生弹跳的影响，还研究液滴在不同润湿性表面的脱落现象。采用球缺模型能够更好地还原液滴在不同润湿性表面的形态，同时引入润湿性梯度的概念进一步加快液滴从润湿性表面脱落。首先，研究润湿性表面液滴的合并诱导发生向上弹跳的现象并讨论不同的接触角、液滴半径、Bo数(Bond number)、Oh数(Ohnesorge number)、半径比和液滴数量对液滴合并弹跳的影响。研究结果表明润湿性表面的接触角越大则合并液滴越有利于发生向上弹跳，并且疏水表面的液滴合并弹跳发生在一定的尺寸范围，等径液滴的半径过小将导致合并液滴不发生向上弹跳；当接触角相同时等径液滴半径越大接触时间越长，当等径液滴半径相同时接触角越大接触时间越短；重力在液滴合并过程中的作用很小，合并液滴的起跳速度大致相同，在液滴弹跳过程中却恰恰相反，Bo数越大重力加速度越大但最大弹跳高度越小；Oh数越大，液滴受到的壁面阻力越大，合并液滴的起跳速度越小，进而导致弹跳高度越小；增大接触角有助于增大非等径液滴发生弹跳的尺寸范围，当接触角一致时，随着半径比的减小接触时间会表现出一种先减小再增大的趋势。其次，本文在建立伪势LBM(Lattice Boltzmann Method)模型的同时利用Power-law和Young-Laplace定律并结合实验来验证模型的正确性。在研究均质表面液滴脱落现象的基础上进一步讨论半径、接触角和半径比对润湿性梯度表面液滴脱落的影响。研究结果表明在均质表面液滴的临界脱落半径Rcr随接触角的增大而减小，并且脱落时间随Oh的增大而减小同时随Bo的减小而增大，Bo进一步减小，则液滴不能从润湿性表面脱落；在润湿性梯度表面半径比为1时，当液滴半径R≥60时液滴在润湿性梯度表面上合并之后能够从表面上脱落；在润湿性梯度表面液滴均经历了两个相同的阶段，当润湿性梯度?θ=4°时，液滴经历了两次加速过程和两次减速过程，当?θ?4°时，液滴只经历了一次加速过程和一次减速过程；在润湿性梯度表面，表面黏附功、表面能随着半径比的增大呈现出一种逐渐减少的趋势，而重力势能和黏性耗散受半径比的影响波动不大，并且半径比越大液滴内部的压差越大融合的速度越快，液滴聚合脱落的时间越短。最后对研究内容进行总结并提出不足与展望。 关键词：润湿性表面液滴自弹跳现象格子-玻尔兹曼方法数值模拟授予学位：硕士学科专业：动力工程导师姓名：李培生曾应龙学位年度：2020语种：中文

应该是介于两者之间但硬要说的话是亲水的~！