铝基超疏水表面的润湿性及自清洁性能研究

• 作 者: 李涛
• 机 构: 青岛理工大学
• 出 处: 青岛理工大学
• 发表日期: 2009年期

近年来,纳米氧化锌作为一种重要的功能材料,因其具有许多优良的性能而备受关注。本文利用低温液相法,以铝片为基底,得到了均匀的微纳米氧化锌薄膜,并研究了它的润湿性能;并根据“荷叶效应”原理,在铝基表面制备出了理想的超疏水自清洁薄膜;此外还利用其它方法和原料在玻璃基底上,成功制得了不同形貌的微纳米氧化锌。研究发现:　　
(1)铝基表面制备得到的氧化锌薄膜是一种无序的、纹理状的微-纳米结构,它为“荷叶效应”表面的制备提供了一个合适的粗糙度。　　
(2)当用十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)修饰后,ZnO微纳米薄膜具有很好的超疏水、无黏着和自清洁特性,使商业化铝片表面具有“荷叶效应”。　　
(3)商业化的铝片表面是亲水的,接触角为72.8°,但在其表面制备一层粗糙的微纳米薄膜后接触角可以高达150°,具有超疏水性质。此薄膜经紫外光照或高温加热(高于230℃)处理后,表面接触角会迅速下降至0°,表现为超亲水;然而经过一段时间的暗室保存或低温加热(低于230℃)处理后,其表面的接触角又可以恢复到初始状态,因此制备得到的氧化锌微纳米结构薄膜具有疏水-亲水的可逆转变特性。　　
(4)铝基表面制备得到的氧化锌微纳米薄膜具有比较大的与水黏着性,当用低表面能物质修饰后,其表面与水粘附力迅速减小到OμN,与水不黏着,并且表面与水接触角也有所提高。　　
(5)利用溶胶-凝胶法和液相法在玻璃基底上成功制得了具有不同形貌的微纳米氧化锌薄膜。　　
铝在我们日常生活及工业生产中应用广泛,本文正是以商业化铝片为基底,成功制备了具有“荷叶效应”的超疏水自清洁表面,拓展了铝片的表面性能,这在工农业生产和我们的日常生活中都有着非常广阔的应用前景;此外利用其它方法在玻璃基底上微纳米氧化锌薄膜的成功制备这一成果,对我们后续的研究工作也有着非常重要的意义。