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润湿性是固体表面的重要特征之一,主要由表面的化学组成和微观几何结构共同决定。从表面化学组成角度考虑,固体表面的润湿性能仅取决于最外层的原子或原子基团的性质及排列情况,这是改变润湿性能的基础之一。另一方面,表面微观几何结构和粗糙度对润湿性能的影响也至关重要。近年来,随着微纳米技术的飞速发展以及仿生学研究的兴起,人们对在固体表面构筑微观几何结构并结合化学修饰以实现各种特殊润湿性能表现出了极大的兴趣。本论文设计并制备出几种性能良好的具有特殊润湿性的涂层(包括超亲水防雾涂层、高接触角低滚动角的超疏水涂层),具体研究内容如下:(1)采用Piranha溶液修饰的载玻片为基底,依次用3-氨丙基三乙氧基硅烷和盐酸对表面进行氨基化和质子化处理后,在其表面静电自组装两层500nm SiO2颗粒,从而在基底上构筑微米级粗糙结构;接着再自组装一层50nm SiO2颗粒,最终构造出微-纳米复合粗糙结构。利用原子力显微镜和扫描电子显微镜对SiO2纳米粒子薄膜及空白载玻片进行了对比表征。载玻片表面在SiO2颗粒和表面粗糙结构的共同影响下,与水的静态接触角接近0°。表面自组装改性的载玻片还能有效避免光散射现象的发生,因而具有较好的防雾效果。对该表面进行无氟硅氧烷修饰后,得到了性质稳定、经久耐磨的透明超疏水涂层。(2)通过全氟辛酸(CF3(CF2)6COOH)乙醇溶液一步浸泡法制备了具有微-纳米复合结构的超疏水锌片,考察了温度、反应时间等对表面疏水性的影响。分别利用SEM、XPS和FT-IR等技术对材料的表面形貌和化学成分进行了表征。同时用Cassie理论对表面的润湿性进行了分析。所制备的超疏水表面对常见溶剂和食盐水都具有良好的耐受性。(3)用溶液浸泡法在金属铝表面构造出了类似荷叶表面形貌的分层结构,并用十八烷基三乙氧基硅烷对其进行表面修饰,使得这种花瓣状结构的表面浸润性由超亲水变为超疏水性,通过改变反应温度和时间,得到了与水的静态接触角达到163°、滚动角低于5°的超疏水表面。对该表面的微观形貌、组成元素种类、单分子膜形成机理、化学键作用、润湿性成因及在不同pH溶液中的稳定性进行了考察。