高黏附性超疏水表面的制備及耐腐蝕性

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(1. 太原理工大學 材料科學與工程學院， 山西 太原 030024;2. 北京科技大學 國家材料服役安全科學中心， 北京 100083)

超疏水表面通常指的是與水的接觸角大于150°的表面，根據表面對水滴的粘附性，超疏水表面可以分為兩種，一種是以荷葉和蝴蝶等生物為代表的低黏附超疏水表面[1]，水滴在其表面黏附性較低，滾動角小于10°，水滴很容易在這種表面上發生滾落并帶走灰塵，展現出了自清潔的功能，同時這種表面還具備防腐蝕[2]、減阻[3]、油水分離[4]等功能，在日常生活和工業生產很多領域都具有良好的應用前景。第二種為以玫瑰花瓣和花生葉表面為代表的高黏附超疏水表面[5]，水滴在其表面不易發生滾落(即使將表面翻轉180°也不發生滾動)，這種表面由于具備高黏附性和超疏水性，可以作為“機械手”無損無污染地進行微液滴的運輸[6]，在眾多領域存在著重要的潛在應用價值。

人們受玫瑰花瓣和花生葉片的啟發，開發出很多制備高黏附性超疏水表面的方法。Qiu等[7]通過使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)與固化劑混合，利用花生葉作為模板二次復形得到了與花生葉表面微結構相似的高黏附超疏水表面。強小虎等[8]以三丁醇鋁為前驅體，采用溶膠-凝膠法和浸涂法制備氧化鋁凝膠薄膜，再通過沸水處理、熱處理、表面接枝聚乙烯亞胺和硬脂酸等工藝，獲得了一種既具有超疏水特性又呈現出強黏附力的氧化鋁薄膜。但是，上述這些方法制備工藝復雜，所需條件嚴格，制備的表面機械強度低，使得制備超疏水性表面成本高昂且耗時，不利于大規模生產及應用?！?br>