超疏水性材料与天津机电职业技术学院共赴家电革新之旅

天津机电职业技术学院研究团队探索超疏水材料在家电领域的应用前景。他们深入分析了超疏水材料的物理和化学特性,总结了其研究现状,并对未来发展趋势进行展望。

在自然界中,许多植物叶片,如荷叶、粽叶等,都具有出色的超疏水性能。通过扫描电镜观察,这些叶片表面的微纳米凸起结构被发现,它们能够形成分级构造,增强表面作用力,从而实现自清洁功能。此外,不仅植物,还有很多动物体表面如鸭子羽毛、蝴蝶翅膀等,也展现出极强的疏水和自清洁能力。

接触角是衡量固体表面疏水性的重要指标之一,而滚动角则是动态指标,用以评估物质的自清洁性能。理想的固体表面应具有大接触角与小滚动角,以保证良好的超疏水效果。然而,即便使用含氟物质修饰光滑固体表面,其接触角也不会超过120 °。

实际上,非理想表面的粗糙构造对于影响疏水性至关重要,因此必须考虑到这一点。Wenzel 和Cassie 理论分别从完全润湿和气液复合润湿两个方面解释了粗糙表面的浸润性。在实际操作中,将低表面能材料涂层于高质量金属或无机基底上,是一种有效的手段来制造具有优异性能的超疏水材料。

基于“荷叶效应”的原理,大多数科研工作者都将其作为创新的灵感来源,以此开发出多种方法去制备高性能超疏水材料。这项工作不仅为科学研究提供了新视野,也为工业应用开辟了一条广阔道路。在未来的工作中,我们期待着进一步探索这些材料如何在家电行业中的具体应用,以及它们可能带来的创新变革。

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