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自然界中的超疏水現(xiàn)象

　　超疏水材料的研究最初源于從自然界得到啟發(fā)而展開(kāi)的仿生學(xué)工作?？茖W(xué)家觀察了大自然中各種美麗的花瓣、多彩的動(dòng)物翅膀和擁有“水上漂”本領(lǐng)的各類(lèi)水生動(dòng)物，均發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的超疏水現(xiàn)象。以蝴蝶為例，它之所以能在雨中自由起舞而不怕被雨淋濕，得益于其超疏水特性的翅膀。研究者發(fā)現(xiàn)在蝴蝶翅膀的表面整齊排列著同方向的鱗片狀微結(jié)構(gòu)。這一特殊的納米級(jí)別的微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致蝴蝶翅膀?qū)λ尉哂邪l(fā)散性的排斥性質(zhì)，即允許其上面的水滴從某一個(gè)方向滾走，而在其他方向上則難以滾動(dòng)。

超疏水涂料的功能

■自潔：抗水和油的污染，干燥無(wú)菌。用點(diǎn)水或者氣流，就可以去除表面的灰塵和污垢

　?。?）自清潔。當(dāng)超疏水涂層表面傾斜時(shí)，即使角度很小，水滴也很容易從其表面滾下并帶走污染物，從而實(shí)現(xiàn)自清潔和抗污特性。以炭黑粉末模擬灰塵顆粒并均勻地散布超疏水涂層表面，當(dāng)一系列水滴從噴嘴中釋放，略微傾斜則水滴帶起塵粒一同滾落，結(jié)果表面干凈如初。

　?。?）防冰霧。由于超疏水基體的自身孔隙及其與水滴之間夾雜著空氣，水滴在超疏水涂層表面的粘附力極小，這使得水滴在其表面不易滯留，且對(duì)結(jié)冰起到了明顯的延緩作用，因而低溫條件下超疏水表面具有較好的除冰防霧性。

　?。?）油水分離。由于超疏水材料對(duì)于水與油具有完全相反的浸潤(rùn)性，它可以吸收油水混合物中的油污并疏離水分，因而有望在油水分離領(lǐng)域大顯身手，例如海上溢油事故這些典型場(chǎng)景。如圖5所示，當(dāng)組成為十六烷和水的油水混合物被傾倒在玻璃容器的濾膜之上時(shí)，對(duì)于經(jīng)超疏水處理的濾膜，油相順利濾過(guò)進(jìn)入容器，而水相則阻隔于濾膜之上；相比之下，對(duì)于未經(jīng)處理的原始濾膜，油相和水相均順利透過(guò)進(jìn)入容器。這一結(jié)果表明，經(jīng)超疏水涂料處理的濾膜可以實(shí)現(xiàn)油水混合物的簡(jiǎn)易快速分離。此外，該體系在高溫、高濕、強(qiáng)酸/堿性和機(jī)械力等極端環(huán)境條件下依舊能保持穩(wěn)定的超疏水性和高分離效率。

超疏水涂料的應(yīng)用

       將超疏水涂料加工研制成超疏水噴霧劑，廣泛應(yīng)用于航天軍工、交通、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療、日用紡織等領(lǐng)域，在透明玻璃表面也可以形成透明光滑的超疏水涂層。