1.3 超疏水材料的制备方法及应用

如今超疏水表面引起了世界范围内极大的关注，现已成为仿生纳米材料技术中的热点之一。人工制备超疏水表面虽然时间不长，但发展特别迅速，有效的制备方法也越来越多，主要有模板法、静电纺丝法、相分离与自组装法、溶胶-凝胶法、刻蚀法、水热法、化学沉积与电沉积法、纳米二氧化硅法、腐蚀法等。

目前人工超疏水表面主要包括超疏水薄膜表面、超疏水涂层表面、超疏水金属表面及超疏水织物等方面。由于其自清洁、防腐蚀、生物相容性及超疏水性等，因此广泛应用于日常生活、工农业生产和国防等领域中。下面列举超疏水材料的各方面的应用及其制备技术：

日常生活领域

王跃河[19] 将纳米超疏水技术应用于制冷领域中发现，采用超疏水内胆或者在内胆上采用特殊工艺附上一层纳米超疏水材料，内胆表面上的小水滴就会自动滑落不在内胆上沉积，从而避免内胆表面出现结霜、结冰现象。超疏水界面材料还可用在室外天线等户外设备上，可有效防止积雪，从而保证高质量的接收信号。

王静[20]利用荷叶效应拒水自洁原理，采用流程短、成本低、低碳环保的创新溶胶—凝胶技术工艺，对具有粗糙表面的织物进行后处理，使之最终成为拒水、防污、自洁、透湿、透气的功能性织物。

生物医学领域

袁志庆等[21]将0.2g聚丙烯树脂在120℃溶于20ml二甲苯中，再滴涂在3片玻璃片上，然后分别在25、50和150℃条件下干燥，分别制得了具有低滚动角、高滚动角的超疏水表面和光滑的表面。血液相容性研究表明:具有低滚动角的超疏水表面具有良好的抗凝血性；超疏水聚丙烯表面没有血小板吸附,而光滑的聚丙烯薄膜表面则有明显的血小板吸附；超疏水聚丙烯和光滑聚丙烯薄膜表面的溶血率都低于5%且以具有低滚动角的超疏水聚丙烯表面的溶血率最低。论文网

工农业

许京丽[22]等通过溶胶－ 凝胶法合成了硅氟类涂层，研究了一种可以用于汽车玻璃，提高雨天行车视线的涂层材料。经过对合成材料的应用测试，产品在玻璃表面的接触角可以达到120°，经国家汽车质量监督检验中心测试，产品在玻璃凃抹后，经汽车雨刷来回刮擦40 万次后，仍具有较好疏水性能。

输油领域

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实现室表面与界面课题[23]组使用简便并可用于工业生产的方法构建了超双疏的钛/二氧化钛表面,该表面可适用于多种油液。研究人员首先在钛表面构建微米结构,然后在该微米结构上生长一层二氧化钛纳米管阵列,最后对材料进行低表面能涂层改性。值得注意的是,通过对此表面微结构和紫外光辐照的控制,实现其疏油性质的调控,油滴在材料表面的粘附性也得到了调控,这在国际上是首次报道。

该研究所采用的工艺基本满足工业化生产的要求,因此对于功能超疏油材料研究的理论和实际应用均具有重要意义,此种材料在储油和输油管道的防粘附、防污、润滑油密封防爬行、自清洁、微流体油滴控制等领域具有广阔应用前景。

建筑领域

张智强[ 24]等人对锐钛型纳米TiO2 粉体进行物理分散和化学分散，同时对其水热法化学改性，制备分散性良好的纳米浆体和复合纳米涂料，使其耐沾污性能有所提高，改善了建筑涂料的性能，推进其广泛应用。

金属防锈领域

王鹏、张盾[25]等人开发了一种铜表面制备超疏水膜层的恒电位电解方法，该方法简便易行，可一步制备超疏水表面。所制备的膜层呈超疏水状态水在其表面的接触角为154.3 ± 3°，这可归因于膜层片状结构中截留的大量空气。超疏水膜层的存在能同时抑制铜在3.5% NaCl 溶液中的阴、阳极反应过程，表现出优异的耐蚀性能，为海中作业的船舶、设备等提供了良好的防腐思路。