1。3  超疏水表面的理论基础

    制备超疏水表面时，我们需要通过润湿性来对疏水表面的性能进行测量，润湿性的两个有效衡量指标是表观静态接触角和球状液滴滚动角。而判断某一表面是否具有超疏水性能的确定标准则是静态接触角，它是指在气体相、液体相、固体相三相接壤处，流动的液体自固相与液相界面到气相与液相界面之间的夹角，是固体表面润湿性的量度，用θ表示，如图1。1所示。

    对于固体表面来说，与水的亲附性能和与水的疏远性能是截然相反的两种润湿状态，当θ小于90°时，代表这一表面对水表现出亲附性，球状液滴滴落在这一表面时，很容易附着在表面上，表现出良好的浸润性，而当θ越小时，表示表面对于液体的亲附性能越好；当θ大于90°时，代表这一表面对于液体是疏远性的，球状液滴滴落在这一表面后，不易附着在表面上，球状液滴容易在表面上浮动，当θ越大时，球状液滴就更加轻松的在这一表面上移动，表现出良好的疏水性能。而制备超疏水表面则要求球状液滴滴落在在固体表面上的接触角θ大于150°，这代表了疏水性和超疏水性的临界状态。我们将具有这样特性的表面称为超疏水表面，因为其独特的性质，近年来得到了科研人员的广泛关注，也取得了突飞猛进的发展。 来-自+优Y尔E论L文W网www.youerw.com 加QQ752018^766

图1。1 静态接触角示意图     

    超疏水表面理论基础的建立是由英格兰 物理学家托马斯·杨完成的，在对固体表面雨液体的浸润性能进行探究后，假设了一个表面光滑无限平坦并且组成均一稳定的理想刚性表面后，Young提出了现在仍广泛使用的杨氏方程：

    杨氏方程是描述固相与气相之间、液相与气相之间及固相与液相之间界面自由能与接触角之间的关系式。其中 是杨氏方程模型中的表面平衡时的接触角，也是所假设表面的本征态接触角；  、 、 分别是固相与气相、 固相与液相、 液相与气相之间的界面张力(图1。2)。

图 1。2 理想刚性固体表面上稳定存在的液滴

    通过杨氏方程模型得到固体表层的疏水性只与固体表层的化学成分等有关，而与固体表层的微观结构无关，在我们假设的理想刚性表面下，只有通过低表面能物质降低表面自由能的解决方案才能提高这一表面的疏水性。

1。4  超疏水表面的应用

    近年来，由于超疏水表面的迅速发展，其在生产、生活以及军事等领域的应用不断扩大，发展及其迅速。目前，超疏水表面在流动减阻、防止各种腐蚀、防止污垢污染、通讯设备、航空制造、改变建筑材料特性、军用设备防护等领域都显现出了极大的发展空间[20-25]。

(1)自清洁领域的应用

由于高大建筑物的外表面很难清理，所以人们想到将超疏水材料用于高大建筑的外表，使其具有自清洁性能，这样可以大幅度的节省人力物力，保持建筑物的美观性。受到自然界天然植物荷叶的灵感激发，将具有超疏水性能的模仿生物结构涂料用于易污染难清理的外表，进而使这样的表面的实现自动清理污物的效果。论文网

    (2)金属防腐领域的应用

    怎样更有效果地减小金属表面结垢倾向、防止金属表面腐蚀，是金属防腐领域的研究重点。而金属超疏水表面膜层的存在使金属表面表现出优异的耐腐蚀性能，这为超疏水表面在防污垢和金属防腐等方面的发展提供了新的思路。