超疏水的超疏水材料

1. 超疏水的超疏水材料

国外发明超疏水材料，往衣服上泼颜料也不会脏，一起来看看吧

2. 超疏水材料

超疏水是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防止外界的腐蚀。
  
 传统的超疏水材料所产生的浮力有限,且不能大规模实际应用。
  
 目前，我们定义超疏水材料表面稳定接触角要大于150°，滚动接触角小于10°。真正具有本征超疏水的材料是不存在的，对于平整材料而言，最大的水接触角不过119度。但是金属、陶瓷和高分子通过一定处理都可能获得超疏水性能，而途径无外乎两个，一个是合适的表面粗糙形貌，另一个是低表面能物质修饰。
  
 例如对于金属而言，并不具备超疏水特性，但是如果通过腐蚀刻蚀来使表面粗糙，同时通过氟化处理使表面能降低，就可以获得大于150度的接触角，从而变成超疏水材料。相比而言，高分子的表面能通常都很低，更易变成超疏水。例如不粘锅用的就是聚四氟乙烯，只要表面粗糙，这种材料自然就成了超疏水材料了。

3. 什么是超疏水材料

超疏水的研究开始于一句诗句，出淤泥而不染，濯清涟而不妖，为什么荷花会出淤泥而不染呢，就在于荷花表面有一层超疏水材料，使得水流聚股流下。

4. 疏水材料有哪些？

1、氟/硅材料
氟元素的电负性最强，原子半径很小，原子极化率很低，有机氟化合物中C－F键键能大，氟原子沿着碳键作螺线形分布，具有屏蔽效应，分子间作用力小，表面能很低。氟碳涂料中PTFE、FEP、ECTE、ETFE、PFA等是常用的耐候绝缘疏水涂料。
也有人用PTFE、氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物等来制作超疏水涂膜。但氟树脂与基体表面存在弱界面层，与金属等基体结合强度差，需结合其它技术提高其对底材的粘附力，应用范围有明显限制。
2、其它疏水材料
其它合成高分子熔体聚合物如聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、不含氟的丙烯酸酯、熔融石蜡等结合一定的工艺技术也可获得超疏水性。Han等使用原子转移自由基聚合合成的三元嵌段共聚物Pt BA-b-PDMS-b-Pt BA制作了超疏水涂膜。
3、有机-无机杂化材料
有机-无机杂化材料常具有纳米结构，不仅可提供含特定微观结构的粗糙度，还能获得显著的静态疏水性。由烷氧基硅烷制得的溶胶-凝胶杂化材料由于其独特的光学性能被直接应用于传统光学材料、有色玻璃、光防护、光成像、激光、信息记录及其它器件。

超疏水涂料必须同时具备三方面的特性： 
1、具有低表面能的疏水性表面； 
2、合适的表面粗糙度； 
3、低滑动角。 
一般认为，接触角越大其表面疏水性也就越高。但是，实验中发现，在自身重力的作用下，液滴在倾斜表面上的接触角将会发生改变，存在接触角滞后的现象。接触角滞后是指固体表面的前进接触角与后退接触角之间的差异。
前进接触角是指在增加液滴体积时，液滴与固体表面接触的三相线将要移动而没有移动时的接触角，后退接触角是指缩小液滴体积时液滴与固体表面接触的三相线将要移动而未移动时的接触角。前进角总是大于后退角，两者的差值称为接触角滞后值。
接触角滞后的程度代表了 液滴从固体表面脱离的难易程度。接触角滞后越小，说明液滴越容易从固体表面滚落。 
从以上理论分析可知，疏水涂料的疏水性离不开低表面能材料，超疏水性的实现离不开特定的表面粗糙度的疏水表面。有机硅/氟材料是最重要最常用的低表面能疏水材料。
以上内容参考：百度百科-疏水性涂料

5. 超疏水防水材料怎么施工

超疏水防水材料施工工艺施工规范:1、请在干燥、通风的环境下储存排水板，防止暴晒，远离火源。2、请立放或平放排水保护板，不得倾斜或交叉横压，堆放高度不要超过3层、避免重物堆压。3、铺设时要平整自然，顺坡或依水流向铺设。4、单铺土工布时搭接处保证150cm，搭接处用胶或砂土压实避免移动，并随后回填，第一层回填土保证夯实后才进行下一步，分层回填必 须夯实。
对粗糙表面进行修饰这两个步骤。随着实验技术的不断革新,一些添加剂、助剂的使用, 使得制备工艺进一步完善, 进而得到了一些简单、可操作性强且产出成品性能良好的制备方法。近年来, 超疏水表面凭借其特有的自清洁性及良好的生物相容性, 受到了更加广泛的关注。由于超疏水材料独特的表面特性，使其可广泛应用于防水、防污、自清洁、流体减阻、抑菌等领域，因此超疏水材料在现实生产和生活中具有广阔的应用前景。近年来, 超疏水性表面的研究已成为比较活跃的研究课题之一, 这对制备新的高性能的功能材料表面有重要的作用。 

1 超疏水材料的表面特征 
润湿性是指液体与固体表面接触时, 液体可以渐渐渗入或附着在固体表面上, 是固体表面的重要特征之一,这种特征由固体表面的化学组成及微观结构共同决定。接触角和滚动角是评价固体表面润湿性的重要参数,理论上疏水表面既要有较大的接触角,又要有较小的滚动角。超疏水性表面一般是指与水的接触角大于 150°,而滚动角小于10°的表面,这样的表面具有防雪、防污染、抗氧化及防止电流传导等特性。 
植物叶子表面有许多丛生的放射状微茸毛, 该微茸毛尖端极易亲水,入水后能瞬间锁定水分子,使叶片表层到茸毛尖端之间形成了一薄层空气膜,从而避免叶片与水直接接触.Barthlott研究发现，这种微茸毛由乳突及蜡状物构成,其为微米结构。中科院研究员江雷研究发现, 乳突为纳米结构,这种纳米与微米相结合的双微观结构正是引起表面防污自洁的根本原因。 
研究表明, 具有较大接触角和较小滚动角的超疏水性表面结构为微米级及纳米级结构的双微观复合结构,且这种结构直接影响水滴的运动趋势。超疏水表面的结构通常采用两种方法,一是在疏水材料表面上构建微观结构,二是在粗糙表面上修饰低表面能物质。由于降低表面自由能在技术上容易实现,因此超疏水表面制备技术的关键在于构建合适的表面微细结构。当前,已报道的超疏水表面 制备技术主要有溶胶一凝胶法、模板法、自组装法及化学刻蚀法等。 
2 超疏水材料表面的制备方法  

2.1相分离方法制备超疏水材料 
将本体聚合制备的聚苯乙烯溶于四氢呋喃，然后向该溶液中滴加乙醇来引发相分离，通过控制乙醇的含量来控制相分离的程度，从而制备出表面结构可控的聚苯乙烯薄膜。科学家发现向聚丙烯的溶液中滴加适量的不良溶剂，会增加聚丙烯图层的表面粗糙度，这是因为由于不良溶剂的加入导致了聚丙烯溶液的相分离。因此向PS的THF溶液中滴加适量的PS的不良溶剂乙醇，会导致PS溶液的相分离，从而制备出表面结构粗糙的材料表面。并且乙醇的加入量影响着相分离的程度，进而影响着PS薄膜的表面粗糙程度。相分离过程发生在涂膜后，随着不良溶剂乙醇的挥发，在溶液中大量积聚的PS分子为了减少表面能自发的形成小球，有的小球之间会团聚形成大球。从结构分析，材料表面就形成了微纳双重结构。通过实验发现乙醇的浓度（体积比）在49％左右时接触角达到最大值151．6°。乙醇浓度较小时，相分离程度不充分，只形成小球无大球。乙醇浓度较大时，材料表面只形成大球而无小球。因此，适量的乙醇浓度，才能使材料表面形成良好的微纳双重结构，从而得到性能优异的超疏水材料。 

2.2 模板印刷法 
Sun等使用荷叶作为原始模板得到PDMS的凹模板,再使用该凹模板得到 PDMS 凸模板,该凸模板是荷叶的复制品,它与荷叶有同样的表面结构,因此表现出良好的超疏水性和很低的滚动角。该工艺类似于“印刷”,因此称为模板印刷法。Lee 等用金属镍来代替 PDMS ,获得竹叶的凹模板。再在金属镍凹模板上使用紫外光固化的高分子材料复制,得到类似竹叶的复制品,该复制品具有超疏水能力。金属镍模板更耐磨、刚性更好、更易准确复制。在Lee 的另外一篇文章中还有更多的例子。另外,Lai等通过光催化印刷法在 TiO 2 纳米管膜上获得超亲水超疏水的方法也很有价值。模板印刷法是一种简洁、有效、准确、便宜、可大面积复制的制备方法。有望成为实用化制备超疏水材料的重要方法。 
2.3 电纺法 
江雷等通过一种简单的电纺技术 , 将溶于DMF溶剂中的PS制成具有多孔微球与纳米纤维复合结构的超疏水薄膜。其中多孔微球对超疏水性能起主要作用

6. 超疏水材料有哪些?

用PTFE、氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物等来制作超疏水涂膜。但氟树脂与基体表面存在弱界面层，与金属等基体结合强度差，需结合其它技术提高其对底材的粘附力，应用范围有明显限制。
其它合成高分子熔体聚合物如聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、不含氟的丙烯酸酯、熔融石蜡等结合一定的工艺技术也可获得超疏水性。

扩展资料
在紫外光响应超疏水／超亲水可逆“开关”研究中，我国科学家利用水热法成功制备阵列的氧化锌纳米棒，并实现了其超疏水特性，文章在《美国化学会志》发表后即被《自然》杂志报道，认为该小组制备的纳米氧化锌阵列结构薄膜具有“同时疏水／亲水”，就如同一块“纳米地毯”，
该结构所具有的超疏水特性可以使该材料具有不沾水和自清洁的作用。通过紫外光的照射，“地毯”又成为超亲水的材料，使水能够存留在粗糙的纳米结构中。
参考资料来源：人民网-“超级开关”：纳米新材料实现超疏水／超亲水可逆转
参考资料来源：百度百科-疏水性涂料

7. 超疏水材料有哪些?

超疏水指水滴在表面呈球状，接触角大于150度。
真正具有本征超疏水的材料是不存在的，对于平整材料而言，最大的水接触角不过119度。但是金属、陶瓷和高分子通过一定处理都可能获得超疏水性能，而途径无外乎两个，一个是合适的表面粗糙形貌，另一个是低表面能物质修饰。
例如对于金属而言，并不具备超疏水特性，但是如果通过腐蚀刻蚀来使表面粗糙，同时通过氟化处理使表面能降低，就可以获得大于150度的接触角，从而变成超疏水材料。
相比而言，高分子的表面能通常都很低，更容易变成超疏水。例如不粘锅用的就是聚四氟乙烯，只要表面粗糙，这种材料自然就成了超疏水材料了。

8. 超疏水材料有哪些

超疏水材料：
1、2014年墨尔本的服装技术公司Threadsmiths，发明了一种仿荷叶超疏水的T恤。这种T恤可以经过80次以上的洗涤并且保持超疏水的性质。他们利用纳米技术对棉纤维进行重新编织使其具有防水性能。
2、土耳其-德国联合研究团队以滤纸为多孔基底，通过单面修饰聚二甲硅氧烷（PDMS）/无机微纳颗粒（粒径范围从数纳米到数十微米），简便构筑了具有超疏水/亲水显著润湿性差异的Janus纸。
这种纸具有优异的化学稳定性、机械稳定性和柔韧性，同时保持良好的透气性，在伤口处理等方面具有较大的应用前景。
从固体表面的静态接触角来看，决定固体表面亲疏液性的关键在于材料表面的化学组成，而表面的粗糙程度只是增强了这一效果。所以在构建超疏水固体表面时，一般是在低表面能表面上构建粗糙表面或者在粗糙表面上修饰低表面能的物质。
而人们首先从制备低表面能的物质开始研究，发现目前表面能最低的固体材料为硅氧烷和含氟材料。其中以含氟材料最为优秀，其表面能比硅氧烷低10 mN/m左右，而且氟是所有元素中除氢元素之外原子半径最小的元素。
其电负性强，氟碳键键能大，内聚能低，热稳定性和化学稳定性高。具有耐热、耐候、耐化学介质性优良、折射率低等特性。当材料表面—CF3基团以六边形紧密有序排列堆积时，固体表面具有最低的表面张力6.7 mJ/m2，因此，目前制备具有低表面能的材料大都是以含氟材料为主。
除此之外，人们也开始尝试采用不同的方法控制表面结构来制备超疏水涂层。目前，常用的有层层自组装法、物理或者化学气相沉积法、刻蚀法、模板法、静电喷涂法以及溶胶凝胶法等。

扩展资料
超疏水性是一种特殊的润湿性，一般指水滴在固体表面呈球状，接触角大于150度，滚动角小于10度。
材料表面能（材料表面分子比内部分子多出的能量）越低，疏水性越好，且当低表面能材料具有微观粗糙结构时，水滴与材料之间会形成一层空气膜，阻碍水对材料表面的润湿，从而形成超疏水状态。

超疏水表面最初的灵感来源于“荷叶效应”。20 世纪90 年代，德国植物学家波恩大学Barthlott等揭示了荷叶表面的结构，发现荷叶的“自洁性”源于其表面的微纳结构。
荷叶表面具有微米级的乳突，乳突上有纳米级的蜡晶物质，这种微-纳米级的粗糙结构可以大幅度提高水滴在其上的接触角，导致水滴极易滚落。

因为水滴在超疏水材料表面滚落时可带走污染物，使材料表面保持清洁。因此超疏水材料具有防水、防腐蚀、防冰以及防附着等多重特性。

荷叶表面除具有超疏水特性——“荷叶效应”之外，还呈现荷叶表面超疏水、底面亲水的（Janus）润湿性特性。模拟荷叶表面这种特性进行具有显著润湿性差异Janus膜表面构筑，目前研究开展的还相对较少。
参考资料来源：百度百科-超疏水