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透明超疏水涂層在探測液體表面張力方面的應用
來源：網絡 瀏覽 945 次 發布時間:2022-02-23
當液體的表面張力發生變化時，它在普通固體表面的潤濕性也會隨著變化。然而，關于這一規律以及尤其是在超疏水表面的表現的研究很少。最近，協同創新中心PI-6管自生老師課題組研究生王研等人利用上述的表面張力和潤濕性的響應關系首次將透明超疏水涂層應用在探測液體表面張力方面，為拓寬多功能超疏水涂層的應用提供了一個新的思路，相關論文已被ACS applied materials&interfaces發表。研究表明，隨著有機物水溶液中有機物體積分數上升，溶液的表面張力相應地下降，溶液液滴在制備的超疏水涂層的接觸角也逐漸下降，此稱之為表面潤濕性對表面張力的響應。基于此響應關系，可以通過接觸角估測液體的表面張力以及有機物的濃度。
結果表明，以正硅酸四乙酯為前驅體通過酸性和堿性水解法制備了不同形貌的納米二氧化硅溶膠，通過混合兩種溶膠可制備出具有顆粒間鍵橋強度高的亞微米級凸起和納米級凹坑的結構的涂層。通過控制酸堿催化溶膠混合比例，我們可以制備出具有不同微觀結構的超疏水涂層。結果表明具有不同結構的涂層具有不同的潤濕性-表面張力關系，隨著涂層制備時堿催化溶膠的比重增加，納米級凹坑結構逐漸減少，表面更容易被低表面張力液體侵入，因而接觸角下降更劇烈。并且在有機物水溶液，包括：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙酸、丙酮、N,N’-二甲基酰胺等，都具有同樣的接觸角和濃度（表面張力）響應規律。
