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水環(huán)境表面張力改變對超疏水表面水下浸潤性的影響
來源：張浩 瀏覽 1505 次 發(fā)布時間:2022-11-30
【摘要】：超疏水表面在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有著廣闊的應(yīng)用前景，超疏水表面的構(gòu)建及其水下浸潤機理研究在水下防生物粘附、水下減阻、水下油污處理等領(lǐng)域具有重要的理論意義。本論文在課題組以往的超疏水表面水下滯留空氣層穩(wěn)定性等方面的研究基礎(chǔ)上，開展了水環(huán)境表面張力改變對超疏水表面水下浸潤性的影響的研究。
其主要內(nèi)容如下:
1.采用相分離方法，選用低表面能的甲基三氯硅烷及全氟癸基三氯硅烷為單體，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的含水量，在玻璃基底上成功構(gòu)建納米粗糙結(jié)構(gòu)，兩種納米粗糙結(jié)構(gòu)表面與水和油的接觸角分別達(dá)到150°/0°和167°/150°，表現(xiàn)出超疏水/超親油以及超疏水/超疏油性。研究認(rèn)為，與水接觸時低表面能化學(xué)組分及表面粗糙納米結(jié)是產(chǎn)生超疏水/超親油及超疏水/超疏油性的主要原因。
2.通過調(diào)節(jié)水和乙醇的比例改變了水環(huán)境的表面張力，研究水環(huán)境表面張力的改變對兩種超疏水表面(超疏水/超親油以及超疏水/超疏油)水下浸潤性的影響。隨著水環(huán)境表面張力降低，超疏水/超親油表面的水下與油的接觸角由0°變?yōu)?68°；而超疏水/超疏油表面的水下與油的接觸角由0°變?yōu)?21°。研究認(rèn)為，隨著水環(huán)境表面張力降低，超疏水/超親油表面水下滯留空氣層將逐漸被水環(huán)境所取代，空氣層的連續(xù)性遭到破壞，間斷的空氣層間的水阻礙了油滴在氣/液界面上的擴散，表面與油的接觸角增大；隨著水環(huán)境表面張力降低，超疏水/超疏油表面的粗糙結(jié)構(gòu)滯留的空氣層幾乎不變，水下表面保持著連續(xù)的空氣層，油滴實際在表面所形成的氣/液界面上鋪展，這種情況可看做空氣中油滴在水面上鋪展，隨著水環(huán)境表面張力降低，空氣中油滴在水表面上由平鋪逐漸變?yōu)榍驙睢?