富勒烯超疏水材料在水中浸沒數(shù)小時仍能保持干燥狀態(tài)2021年8月12日AdvancedMaterials雜志的封面文章刊登了美國中佛羅里達大學(xué)在富勒烯超疏水材料的研究成果，利用該材料制備的薄膜在2英尺（約61cm）深的水中浸沒3小時后，仍能保持干燥狀態(tài)。

該項研究的負責人DebashisChanda教授從荷葉結(jié)構(gòu)中獲得靈感，合成了基于富勒烯分子晶體的納米結(jié)構(gòu)材料，并利用該材料制備超疏水薄膜和涂層。富勒烯是通過結(jié)合碳分子形成籠狀封閉結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的，這些結(jié)構(gòu)可以相互堆疊，形成名為富勒體的高晶體。富勒體雖然具有較高的表面能，但利用其凝膠制備的薄膜或涂層可產(chǎn)生納米尺度的粗糙表面，使其具有優(yōu)異的疏水性能。

大多數(shù)先前報道的疏水表面是通過設(shè)計微觀表面形貌來實現(xiàn)的，涉及復(fù)雜的光刻或蝕刻工藝，但并不是所有的材料表面均可實施上述工藝。而且，先前報道的疏水表面一般在水中浸沒數(shù)分鐘后其疏水性能就會喪失。但是，UCF的這種富勒體薄膜，無論水流方向如何變化，甚至在水流持續(xù)沖刷的情況下，都能表現(xiàn)出極強的疏水性能。據(jù)介紹，將一滴由上述富勒體形成的凝膠滴在任何材料表面上，均可以觸發(fā)其表面的超疏水性能。 物體表面和水滴的“接觸角”，也就是水滴邊緣切線與固體表面的夾角。超疏水涂層噴繪

太陽能電池板，顧名思義就是通過利用太陽能將其轉(zhuǎn)化為電能并儲存電能的一種設(shè)備。

一般來說，太陽能電池板的制作原材料都是硅，由于這種材料比較稀缺，所以太陽能電池板的制作成本也很大，因此。到目前為止，太陽能電池板還不能被的使用。太陽能電池板的好處就在于它是利用太陽能來發(fā)動電的，因此避免了燃煤等帶來的污染，所以說太陽能電池板是節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。太陽能電池板的組成結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，它主要是由7個部分組成的，分別是起保護作用的鋼化玻璃;用來發(fā)電的電池;用于密封絕緣防水的背板;以及鋁合金保護層等等。所以說太陽能電池板的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。太陽能電池板雖然是一件很環(huán)保的設(shè)備，但是也要定期對它進行清洗，因為太陽能電池板是露天使用的設(shè)備，因此特別容易受到污損。這時候使用納米疏水涂層的確會大程度的保護電池板。 水性涂層有哪些納米易清潔疏水涂層能夠填平基材表面的坑洞。

疏水是什么意思呢？

疏水的字面意思是“對水的恐懼”。疏水分子的表面排斥水。有疏水性液體，當然也有，例如油，就會與水分離。疏水分子通常是非極性的，這意味著構(gòu)成分子的原子不會產(chǎn)生靜電場。在極性分子中，這些相反的電能區(qū)域吸引水分子。如果分子上沒有相反的電荷，水就不能與分子形成氫鍵。然后水分子與自身形成更多的氫鍵，非極性分子會聚集在一起。

疏水效應(yīng)是由聚集在一起的非極性分子引起的。大分子可以具有疏水部分，這將折疊分子，使它們可以彼此靠近而遠離水。蛋白質(zhì)中的許多氨基酸是疏水的，有助于蛋白質(zhì)獲得其復(fù)雜的形狀。疏水效應(yīng)延伸到生物體，因為生物體表面的許多疏水分子幫助它們調(diào)節(jié)其系統(tǒng)中的水和營養(yǎng)物質(zhì)的量。

疏水原理的三大模型：

水在固體表面上的潤濕性與固體表面的狀態(tài)有一定的關(guān)系，固體表面粗燥程度不同浸潤模型不同。

水在理想的光滑平面表面一般服從Young’s方程；

當固體表面有一定粗糙度時該方程不在適用，在粗糙表面上的潤濕模型主要有Wenzel模型，該模型有一個重要的假設(shè)條件：假設(shè)液體始終能填滿粗燥表面上的凹槽；對于液體沒有滲透到粗糙機構(gòu)內(nèi)部的這種情形，主要采用Cassie-Baxter模型，該模型認為液滴在粗糙表面的基礎(chǔ)為復(fù)合接觸，表觀上的液固接觸面其實是由固體和氣體共同組成。 納米涂層能夠疏水自潔。

超薄自修復(fù)涂層實現(xiàn)耐久超疏水性能

2021年9月NatureCommunications雜志刊登了美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校在超薄自修復(fù)超疏水涂層的新的研究成果。這種超疏水涂層厚度小于100nm，具備自修復(fù)功能，可以承受劃痕、撞擊等損傷破壞，可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。

目前已有的超疏水表面大多機械強度不高或化學(xué)穩(wěn)定性較差，在使用過程中容易導(dǎo)致超疏水性能喪失。針對這一問題，以往的方法是在超疏水涂層中引入耐磨物質(zhì)，并采用含氟化合物進行修飾，但這種涂層一般厚度較于10μm），而且在應(yīng)用過程中存在局限性。 沿水滴表面的切線與材料表面所成的夾角(稱潤濕角)θ≤90°，材料呈現(xiàn)親水性。超疏水涂層噴繪

在一些行業(yè)，水更是讓人如臨大敵：水會帶來細菌，帶來腐蝕，帶來污染。超疏水涂層噴繪

納米超疏水涂層以其獨特的效能在實際應(yīng)用中得到了很廣的的應(yīng)用。

基于超疏水原理的自清潔表面由于其獨特的表面微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的超疏水性能，很難在其表面附著雨、雪、風(fēng)和沙。因此，它在汽車、建筑玻璃、飛機擋風(fēng)玻璃、衛(wèi)星天線、高壓電線乃至飛機涂裝等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。室外廣告牌的表面和建筑物的外墻，如荷葉，可以保持清潔。船舶需要消耗大量的能量來克服摩擦阻力。潛艇等水下航行器的阻力甚至可以達到80%。對于輸送管道，如水(油)管道，幾乎所有的能量都用來克服流固表面的摩擦阻力。隨著微機電泵的發(fā)展，泵的尺寸越來越小，固液界面摩擦力也越來越大。例如，微通道流動的摩擦阻力已經(jīng)成為制約相關(guān)器件發(fā)展的重要因素。因此，降低摩擦阻力是提高速度和節(jié)能的主要途徑。近年來，納米超疏水涂層的減阻研究越來越受到重視。納米超疏水涂層的減阻率可達30%~40%。在疏水表面添加無機或有機涂層的減阻實驗中發(fā)現(xiàn)，在較低的流量下，比較大表面阻力可降低30%，但隨著流量的增加，由于表面粗糙度的影響，減阻效率降低。 超疏水涂層噴繪

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