【摘 要】
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受猪笼草启发设计的充填液体的光滑的多孔薄层表面因其出色的防液防冰性能、压力稳定性和自我修复功能[1],很好的解决了传统的超疏水材料的长期光滑性和耐用性问题,在医学器械、航空、建筑材料领域具有重要的潜在应用价值。本文主要结合使用电化学氧化法和水热法[2],在不锈钢表面合成了具有牢固性和高持液能力的氧化钨纳米薄膜,并系统探究了微纳结构特点与持液能力和浸润性的关系。扫描电子显微镜,X-射线电子衍射和高分
【机 构】
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北京理工大学化学与化工学院,102488,北京
【出 处】
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第十七届全国胶体与界面化学学术会议
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受猪笼草启发设计的充填液体的光滑的多孔薄层表面因其出色的防液防冰性能、压力稳定性和自我修复功能[1],很好的解决了传统的超疏水材料的长期光滑性和耐用性问题,在医学器械、航空、建筑材料领域具有重要的潜在应用价值。本文主要结合使用电化学氧化法和水热法[2],在不锈钢表面合成了具有牢固性和高持液能力的氧化钨纳米薄膜,并系统探究了微纳结构特点与持液能力和浸润性的关系。扫描电子显微镜,X-射线电子衍射和高分辨率透射电子显微镜显示,成功制备出形貌均一、连续的氧化钨纳米纤维网络结构,其直径可控制在10-100nm,晶型为六方晶系(Fig1B),纳米纤维的长轴方向为[001]。结果 显示,氧化钨多孔薄层表面拥有优越的疏水性和光滑性能,接触角在118°左右,滑动角低于5°。我们采用了高速剪切和水流冲击的方法测试了表面的持液性能和稳定性能,结果表明,在高转速(8000rpm)剪切力作用40min 后,氧化钨多孔薄层的接触角滞后值依旧保持在5°左右(Fig1C),显示出薄层结构的长期持液能力和光滑性能。文献所报道的薄层表面在经由高转速(10000rpm)剪切力作用1min 后,接触角滞后值升到20°[3],表面失去光滑性。流体冲击测试结果显示,在经过800ml水量冲击后,氧化钨薄层表面依然具有很低的接触角滞后值(5°),比文献中所使用的冲击水量(40ml)提高了20 倍[4],光滑性能却并未降低,进一步体现出氧化物薄层结构优越的持液能力,很好的延长了材料的使用寿命,解决了目前此类材料普遍存在的耐用性差的问题。
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