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超薄自修复涂层实现耐久超疏水性能

2021年9月NatureCommunications杂志刊登了美国伊利诺伊大学香槟分校在超薄自修复超疏水涂层的新的研究成果。这种超疏水涂层厚度小于100nm，具备自修复功能，可以承受划痕、撞击等损伤破坏，可解决传统超疏水涂层耐久性差的问题。

目前已有的超疏水表面大多机械强度不高或化学稳定性较差，在使用过程中容易导致超疏水性能丧失。针对这一问题，以往的方法是在超疏水涂层中引入耐磨物质，并采用含氟化合物进行修饰，但这种涂层一般厚度较于10μm），而且在应用过程中存在局限性。 在一场TED演讲中，科学家将一盆水泼向一块金属板，水珠像钢珠一样滚落，金属板仍然干爽;特制疏水涂层出厂价

纳米疏水涂层可用电子产品或者其他日常生活用品的防护，纳米电子疏水涂层的研发源于科学家在对动植物表面的研究中发现，自然界中通过形成超疏水表面来达到自洁功能的现象很普遍，典型的如以荷叶为的植物叶子的表面超疏水现象。

纳米电子防水材料正是利用了这种原理，在PCB线路板这样的元件表面形成一层贴合度非常高的纳米厚度的保护膜，以阻止中性盐雾、酸碱性水气渗透腐蚀，预防因水造成短路，达到保护线路板的目的，广泛应用于：电子数码产品、智能家居、电子元器件、PCBA板、精密马达、轴承、精密仪器等。 疏水防覆冰涂层涂料厂家涂层常温固化后拥有易清洁的特性，表面油垢、污渍可以轻松擦除。

超疏液纳米材料在使用过程中，超疏液表面作为超疏水表面的升级和扩展，不仅超疏水而且超疏油，对几乎任何液体都具有很高接触角和很低的流动阻力。为开发适用于任何液体的“超疏液”表面需要特殊的倒悬微纳米结构。研究人员采用了静电纺丝技术，它利用电荷从溶液中制出固体微粒。迄今为止他们已经把这种涂层涂抹到小瓷砖上和邮票大小的织物上。该涂层是橡胶塑料粒子聚二甲基硅氧烷(PDMS)和美国空军发明的含有碳、氟、硅和氧的防水纳米立方体的混合物。

疏水原理的三大模型：

水在固体表面上的润湿性与固体表面的状态有一定的关系，固体表面粗燥程度不同浸润模型不同。

水在理想的光滑平面表面一般服从Young’s方程；

当固体表面有一定粗糙度时该方程不在适用，在粗糙表面上的润湿模型主要有Wenzel模型，该模型有一个重要的假设条件：假设液体始终能填满粗燥表面上的凹槽；对于液体没有渗透到粗糙机构内部的这种情形，主要采用Cassie-Baxter模型，该模型认为液滴在粗糙表面的基础为复合接触，表观上的液固接触面其实是由固体和气体共同组成。 一颗水珠滴在材料表面，如果它迅速铺展开来，就是亲水或超亲水表面。

哪些东西有疏水性呢？

细胞膜细胞膜由称为磷脂的大分子组成。磷脂分子的头部有磷原子，可以吸引水。分子的尾部由脂质组成，脂质是疏水分子。亲水头指向水，疏水尾相互吸引。在小组中，磷脂形成胶束。胶束是一个小的疏水球。疏水尾部将水从球的中心排出。

细胞膜由两个磷脂层组成，称为磷脂双层。薄片的中间是由疏水尾组成的，它可以排出水分，可以将细胞的内容物与外界环境分离。

细胞有多种嵌入膜中的特殊蛋白质，这些蛋白质有助于将亲水分子（如水和离子）转运到膜的疏水中间部分。在真核细胞中，细胞器是由磷脂双层产生的较小囊在细胞内形成的。

科学家们利用磷脂的疏水特性创造了另一种结构，将药物和营养物质输送到细胞中。如上图所示，脂质体是可以装药的小囊。将正确的蛋白质嵌入膜中，脂质体将与靶细胞的膜融合，并将药物输送到细胞内部。 有没有办法在不欢迎水的时候把它挡在门外?超疏水材料担起了重任。不锈钢涂层代理

材料分子与水分子之间的相互作用的内聚力大于水分子之间的内聚力时，水分子能很快在材料表面铺散开来。特制疏水涂层出厂价

超疏水表面是指与水的静态接触角大于150°且滚动角小于10°的表面。决定超疏水性能的两大关键要素是较低的表面能和具有一定粗糙度的微观表面形貌。上述两个要素共同作用，可赋予超疏水表面自清洁、防污、防腐蚀、防结/覆冰和减阻等功能，超疏水表面在航空航天、船舶、医疗等领域和日常生活中均有广阔的应用前景。近些年来，以荷叶、鸟类羽毛等生物组织和结构为仿生对象制备超疏水表面已成为材料研究领域的热点之一。

美国中佛罗里达大学（UCF,UniversityofCentralFlorida）近日研发了一种富勒烯超疏水材料，制备的薄膜在水中浸没数小时仍能保持优异的超疏水性能，这是以往超疏水材料无法达到的水平。伊利诺伊大学（‍‍UniversityofIllinois‍‍）研发了一种具备自修复功能的超薄型超疏水涂层（厚度小于100nm)，可解决传统超疏水涂层耐久性差的问题。 特制疏水涂层出厂价

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