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近年来,超亲水表面由于其广阔的应用前景而被科研工作者们密切关注。通常来讲,超亲水表面是指水滴的表观接触角小于5°的表面。过去十几年里,随着纳米科学技术的不断发展,人们开发了越来越多的制备超亲水表面的方法,但是这些方法仍然存在很多不足之处。例如:设计路线复杂、过程耗时长以及设备昂贵等。而且这些方法通常只适用于特定的基底,大大限制了其应用范围。因此,本论文选用天然物质植酸作为有机框架,三价铁离子作为连接单元,构建了含有大量POOH基团的交联网络薄膜,可以使多种基底表面实现超亲水的功能。 首先,我们将干净的硅基底浸泡在植酸溶液中,几分钟后加入氯化铁溶液,混合的溶液中出现大量白色络合物。再过几分钟,取出硅片,发现该硅基底的接触角由原来的58°变成了0°。随后我们将该方法应用到多种基底上均得到了超亲水的表面。 接下来,我们利用原子力显微镜,研究了植酸浸泡时间,成膜时间,原料浓度等参数对植酸金属薄膜形成及生长产生的影响,发现薄膜生长过程很快达到平衡,厚度仅为10nm左右。之后我们发现,经过层层沉积的方法,薄膜厚度可以呈线性增长,因此可以通过此方法精确调控薄膜厚度。 最后,我们将植酸金属薄膜应用到油水分离和防雾透明表面上,并对这些应用的实际效果进行了测试。发现经植酸金属薄膜修饰的不锈钢网在油水分离时,具有很高的分离效率和很大的水通量。经植酸金属薄膜修饰的的石英片具有防雾透明的功能,有望被应用到汽车车窗,眼镜,潜水镜以及腹腔镜等镜片上。 以上工作证明,利用植酸金属络合物在固体表面上成膜,是一种简单快速且适用于多种基底的构建超亲水表面的新方法。