疏水材料领域研究论文

得先知道什么事疏，什么是亲。简单而言就是接触角，也就是在固体表面的液体是摊成一摊还是保持水滴的状态。极端而言，接触角0度就是摊成一摊，180度就是完全保持水滴状态。在0度到180度之间有两条线，分别是90度和150度，小于90度我们就认为是亲液，大于90度就认为是疏液，大于150度就是我们所谓的超疏液。除了疏水性之外还有一个参数影响“不沾水”，就是滚动角。滚动角顾名思义，就是表面倾斜到液滴刚好可以滚落的角度。这里要强调一点，接触角超高的表面，滚动角不一定低。有的表面接触角可达150度以上，但滚动角也可在90度左右。这个概念比较复杂，这里不展开。

首先表达我的观点，超疏水材料在学术上风声水起，近几年发表的论文越来越多，尤其是中国的研究者异常活跃，发表的论文中约有50%来源于中国研究者。中科院的江雷院士更是这个领域的权威专家，去年好像还获评了美国科学院的外籍院士（虽然我个人不特别喜欢他，听过几次报告，完全不尊重听者，永远只有一个意思：我很NB，我文章很diao。他在这种技术的应用领域做得奇差，基本没有做成的应用项目。典型的学术研究者，永远只会水论文，水论文）。但是我的观点是，应用起来远没有大家设想的那么美好，很多应用领域是完全不切实际的，但是在一些特殊的领域确实展现出了巨大的应用前景。

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°）。

以往的疏水材料最大的缺点就是缺少耐用性，即便是很小的摩擦也会很快使材料失去疏水功能，而这次的研究成果极大增加了材料的耐用性，即使很大摩擦也不会影响疏水功能。