超疏水表面是指與水的靜態(tài)接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面。決定超疏水性能的兩大關鍵要素是較低的表面能和具有一定粗糙度的微觀表面形貌。上述兩個要素共同作用,可賦予超疏水表面自清潔、防污、防腐蝕、防結/覆冰和減阻等功能,超疏水表面在航空航天、船舶、醫(yī)療等領域和日常生活中均有廣闊的應用前景。近些年來,以荷葉、鳥類羽毛等生物組織和結構為仿生對象制備超疏水表面已成為材料研究領域的熱點之一。
美國中佛羅里達大學(UCF,UniversityofCentralFlorida)近日研發(fā)了一種富勒烯超疏水材料,制備的薄膜在水中浸沒數小時仍能保持優(yōu)異的超疏水性能,這是以往超疏水材料無法達到的水平。伊利諾伊大學(??UniversityofIllinois??)研發(fā)了一種具備自修復功能的超薄型超疏水涂層(厚度小于100nm),可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。 納米易清潔疏水涂層能夠填平基材表面的坑洞。納米涂層品牌
當你把納米防水涂層液涂抹到電子產品或者手機主板上面,它會迅速在表面形成一種極薄且非常柔軟的高性能透明涂層。這種透明涂層具有極低的表面張力,易于涂覆,可覆蓋所有部件的表面,各方面防止水或其他液體的滲透,對電子產品設備起到很好的防水作用。
疏水疏油納米涂層,是一種特種單組分長效易清潔納米涂層,采用了新納米雜化技術。該涂層固化后擁有良好的金屬質感、強的疏水、疏油及優(yōu)異的防污效果,同時擁有易清潔的特性,表面油垢、污漬可以輕松擦除。經該納米涂層處理后的抽油煙機,油滴會自動滑落,殘留的少量油污會自動收縮成圓珠狀,家庭用戶日常清理抽煙機變得簡單、方便,不再為厚厚的油污發(fā)愁。同時該涂層也可以增強不銹鋼的保護、上光和抗污效果。 超疏水自潔涂層應用接觸角大于90°時,就可以稱之為疏水,如果能達到150°以上,那就是十分厲害的超疏水了。
疏水是什么意思呢?
疏水的字面意思是“對水的恐懼”。疏水分子的表面排斥水。有疏水性液體,當然也有,例如油,就會與水分離。疏水分子通常是非極性的,這意味著構成分子的原子不會產生靜電場。在極性分子中,這些相反的電能區(qū)域吸引水分子。如果分子上沒有相反的電荷,水就不能與分子形成氫鍵。然后水分子與自身形成更多的氫鍵,非極性分子會聚集在一起。
疏水效應是由聚集在一起的非極性分子引起的。大分子可以具有疏水部分,這將折疊分子,使它們可以彼此靠近而遠離水。蛋白質中的許多氨基酸是疏水的,有助于蛋白質獲得其復雜的形狀。疏水效應延伸到生物體,因為生物體表面的許多疏水分子幫助它們調節(jié)其系統(tǒng)中的水和營養(yǎng)物質的量。
納米超疏水涂層以其獨特的效能在實際應用中得到了很廣的的應用。
基于超疏水原理的自清潔表面由于其獨特的表面微觀結構和優(yōu)異的超疏水性能,很難在其表面附著雨、雪、風和沙。因此,它在汽車、建筑玻璃、飛機擋風玻璃、衛(wèi)星天線、高壓電線乃至飛機涂裝等領域具有重要的應用前景。室外廣告牌的表面和建筑物的外墻,如荷葉,可以保持清潔。船舶需要消耗大量的能量來克服摩擦阻力。潛艇等水下航行器的阻力甚至可以達到80%。對于輸送管道,如水(油)管道,幾乎所有的能量都用來克服流固表面的摩擦阻力。隨著微機電泵的發(fā)展,泵的尺寸越來越小,固液界面摩擦力也越來越大。例如,微通道流動的摩擦阻力已經成為制約相關器件發(fā)展的重要因素。因此,降低摩擦阻力是提高速度和節(jié)能的主要途徑。近年來,納米超疏水涂層的減阻研究越來越受到重視。納米超疏水涂層的減阻率可達30%~40%。在疏水表面添加無機或有機涂層的減阻實驗中發(fā)現(xiàn),在較低的流量下,比較大表面阻力可降低30%,但隨著流量的增加,由于表面粗糙度的影響,減阻效率降低。 疏水疏油涂層常溫固化,漆膜硬度比較高可達8H(硬度與基材相關)。
我們現(xiàn)在使用的納米科技,歸根到底是一種仿生學,我們觀察自然界中神奇的疏水效果,利用納米的極小尺寸,現(xiàn)在也可以將這種自然界中的疏水性能用在各種材料的表面上,比如用在紡織品上實現(xiàn)疏水疏油的性能。 我們在牛仔褲上做了實驗,通過在牛仔褲上做了疏水性的納米涂層之后,普普通通的一條牛仔褲,很輕易就實現(xiàn)了不怕水和油的特性,我們知道牛仔褲有很強的吸水性,如果吸入了醬油,飲料,番茄醬之類的帶顏色的粘稠的液體,清洗起來的確是需要花不少力氣。而用了納米涂層之后,讓牛仔褲保持清潔變得輕而易舉了。荷葉的表面就覆蓋著不親水的蠟質,而很多防水面料則會用到聚四氟乙烯之類的材料(對,就是特氟龍)。特制涂層哪家好
;表面微觀的粗糙度則決定了親疏水的強度,表面越粗糙,疏水性越強。納米涂層品牌
人們在荷葉,蝴蝶翅膀等自然界中超疏水性組織和的啟發(fā)下,研究了各種各樣的納米超疏水材料,納米超疏水材料的設計和研發(fā)的目標不僅在于模仿生物的功能結構,更主要的是制備組分和結構均可調的超疏水表面。
納米超疏水材料具有特殊微納米結構,因此有疏水自清潔性,防污染等一系列優(yōu)異性能,同時在強度、耐熱、耐酸堿等性能方面又十分優(yōu)異的新材料。超疏水材料由于其優(yōu)異的超拒水超疏水性能,在**、工農業(yè)生產和日常生活中有著很廣的應用前景。
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