超疏水表面黏附性调控研究进展
徐鑫哲1,2,黄虎1,2,安鸿1,2(1.吉林大学机械与航空航天工程学院;2.吉林大学数控装备可靠性教育部重点实验室)
摘要:超疏水性在调控材料表面功能特性方面具有广阔的应用前景,超疏水表面的黏附性对水滴在其表面上的动态行为有重要影响。通过控制表面微结构、化学成分以及外界刺激等,可实现对超疏水表面黏附性的调控,该技术可广泛应用于微流体调控、防尘防污和雾气收集等领域。从自然界中具有特殊黏附性的超疏水生物体表面出发,系统探讨水滴与超疏水表面之间黏附行为的产生机制、调控理论及表征技术。在此基础上,综述近年来在调控超疏水表面黏附性方面的主要研究进展。研究表明,通过调整激光加工参数改变表面微结构、调控表面化学成分以控制表面能,均可实现对超疏水表面黏附性的精确调控。此外,借助外部刺激(如光照、磁场、温度等)还可实现超疏水表面黏附性的动态可逆调控。最后,探讨超疏水表面黏附性调控技术在智能响应材料和表面科学融合创新等方面的应用价值,强调其在自清洁、液体操控及药物运输等领域中的发展潜力。
关键词:超疏水性;黏附性;表面微结构;调控
目录介绍
0 前言
1 自然界中超疏水生物体表面黏附性
1.1 低黏附与高黏附超疏水生物体表面
1.2 各向异性黏附超疏水生物体表面
2 基本理论与表征方法
2.1 固-液间黏附行为产生机制
2.1.1 范德华力
2.1.2 毛细力
2.2 超疏水表面黏附性的影响因素
2.2.1 表面微结构
2.2.2 表面化学成分
2.2.3 外界刺激
2.3 超疏水表面黏附性表征方法
2.3.1 滚动角
2.3.2 黏附力
3 超疏水表面黏附性调控
3.1 调控表面微结构
3.1.1 激光加工法
3.1.2 光刻技术
3.1.3 模板复制法
3.1.4 其他制备方法
3.2 调控表面化学成分
3.3 外界刺激调控
3.3.1 光调
3.3.2 磁场调控
3.3.3 电场调控
3.3.4 温度调控
4 超疏水表面黏附性调控技术最新研究趋势
4.1 表面高接触角-黏附性耦合机制
4.2 智能响应性超疏水材料开发
4.3 液体动力学-表面科学融合创新
5 结论与展望
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