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超疏水材料的應(yīng)用行業(yè)有哪些？
發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 點(diǎn)擊次數(shù)：907
“超疏水”從字面理解來(lái)看是指對(duì)水具備極端排斥性，科學(xué)解釋來(lái)看，疏水材料表面接觸角θ>90°時(shí)液體對(duì)固體表面呈現(xiàn)出不潤(rùn)濕性的現(xiàn)象，而將材料表面的穩(wěn)定接觸角θ>150°，滾動(dòng)接觸角α<10°時(shí)的這類材料為超疏水材料。超疏水原理固體表面的潤(rùn)濕性主要影響因素是其表面的化學(xué)組成和表面微觀結(jié)構(gòu)。我們一般用接觸角θ來(lái)表現(xiàn)液相和固相的潤(rùn)濕性：θ<90°則稱該材料表現(xiàn)為不疏水，可潤(rùn)濕;θ>90°稱材料表現(xiàn)為可疏水，不潤(rùn)濕;θ=90°為材料可潤(rùn)濕和不潤(rùn)濕的臨界條件。那么超疏水材料的應(yīng)用行業(yè)有哪些呢？
金屬防腐：
超疏水涂料已廣泛用于如鋁、銅、鐵、鈦、鋅、合金和鋼等各種金屬基材的表面改性上，以增強(qiáng)它們的耐腐蝕性。
防水織物：
紡織品防水也是超疏水在日常生活中的主要應(yīng)用，有超疏水涂層的紡織品可以用于防水服中，避免其免受水滴的潤(rùn)濕。在過(guò)去的基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用中，具有特殊潤(rùn)濕性的多功能織物也引起人們的廣泛興趣，人工防水織物除了具有超疏水性，還具有油水分離、自清潔、抗菌、自修復(fù)等綜合性能。
油水分離：
由于工業(yè)含油廢水和石油泄漏等意外事故的增加，分離油水混合物是世界最具挑戰(zhàn)性的研究課題之一，環(huán)境問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)需求對(duì)功能化膜分離油水混合物提出了更高的要求。用于油水分離的傳統(tǒng)方法有浮選、離心和過(guò)濾，然而，這些操作過(guò)程是非常復(fù)雜和耗時(shí)的。隨著表面具有特殊浸潤(rùn)性能的材料以其高分離效率引起廣泛關(guān)注，越來(lái)越多的超疏水/超親油織物、膜等二維材料和海綿等三維網(wǎng)格材料被應(yīng)用于油水分離。
防覆冰：
受生物材料表面疏水性啟發(fā)，人造超疏水表面開(kāi)始應(yīng)用于防覆冰，疏水表面在防覆冰領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在于優(yōu)異的拒水性能，可延遲濕雪、冰或霜在基材表面的積聚和粘附，可有效緩解結(jié)冰(覆冰)問(wèn)題。
自清潔：
自清潔表面是指表面的污染物或灰塵在重力、雨水、風(fēng)力或太陽(yáng)能等自然外力的作用下能夠自動(dòng)脫落或被降解的一種功能性表面。在過(guò)去的十幾年中，己經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種各樣的自清潔涂料，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)中具有很大的應(yīng)用前景，特別是戶外玻璃和外墻。超疏水表面的自清潔，類似于荷葉的自清潔現(xiàn)象，它們可以在液滴滾走時(shí)帶走基材表面的灰塵、顆粒等物質(zhì)，例如鯊魚皮和領(lǐng)航鯨皮，二氧化鈦涂層的自潔玻璃已被我國(guó)國(guó)家歌劇院使用。
其他應(yīng)用：
超疏水表面還有一些重要應(yīng)用，例如用于防霧，鏡子、玻璃和其他基材表面都易結(jié)霧，給日常生活和工業(yè)應(yīng)用造成各種困難，還可用于抗污和防垢，在海洋船體涂料上有重要應(yīng)用，在醫(yī)療領(lǐng)域可用于藥物釋放、自清潔和牙科治療。
