疏水材料超疏水PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1疏水材料超疏水疏水材料超疏水Wettability is a fundamental property of material surfaces第1頁/共56頁v Water contact angle (WCA) larger than 150 and extremely low WCA hysteresis or sliding angle less than 10.第2頁/共56頁第3頁/共56頁LOGO第4頁/共56頁LOGOsoysauce第5頁/共56頁LOGO第6頁/共56頁第7頁/共56頁第8頁/共56頁第9頁/共56頁LOGOvThe undesirable accu

2、mulation of microorganisms, plants, and animals on artificial surfaces immersed in sea water.vHigh frictional resistance and fuel consumption, due to generated roughness,vDeterioration of the coating so that corrosion, discolouration, and alteration of the electrical conductivity of the material are

3、 favoured.第10頁/共56頁v Low surface energy coatingfor mitigating marine biological foulingv Antifouling coating第11頁/共56頁Drag reduction第12頁/共56頁第13頁/共56頁第14頁/共56頁Antifrost第15頁/共56頁LOGO第16頁/共56頁局部放大局部放大Oilwater separation第17頁/共56頁Supperrepellent material in nature第18頁/共56頁LOGO出淤泥而不染，出淤泥而不染，濯清漣而不妖。濯清漣而不妖。

4、-宋宋.周敦頤周敦頤愛蓮說愛蓮說第19頁/共56頁 超疏水的荷葉和表面結(jié)構(gòu)（超疏水的荷葉和表面結(jié)構(gòu)（a)a)球形的水滴滴在荷葉表面（球形的水滴滴在荷葉表面（b)b)荷葉表面大荷葉表面大面積的微結(jié)構(gòu)（面積的微結(jié)構(gòu)（c)c)荷葉表面單個(gè)乳突（荷葉表面單個(gè)乳突（d d）荷葉表面的納米結(jié)構(gòu)）荷葉表面的納米結(jié)構(gòu)Lotus effect第20頁/共56頁第21頁/共56頁LOGO第22頁/共56頁第23頁/共56頁WettabilityCassie modelWenzel modelYoungs equation第24頁/共56頁Interfacial tension: SV 、 SL 、 LV Yong

5、s equation第25頁/共56頁第26頁/共56頁Hydrophilic groups: OH、CHO、 COOH、NH2Hydrophobic groups： CnH2n+1、 CH=CH2、 C6H5、X、NO2 CF3第27頁/共56頁第28頁/共56頁第29頁/共56頁v For smooth, flat, uniform solid surface, the highest contact angle is only 119。第30頁/共56頁Real solid surface with concave-convex structureWenzel modelCassie m

6、odel第31頁/共56頁Cos*= 1Real contact areaApparent contact arreaLVSLSV ) -r(=r COS Wenzel model：第32頁/共56頁Cos*=LVSLSV ) -r(=r COS Providing =110，if， * will be larger than 150Wenzel model第33頁/共56頁Cassie model第34頁/共56頁Cos= fcos+(1-f)cos180 = fcos+f-1Area fraction f=a/(a+b)lets assume that =110，if f is less

7、than 0.2, will be larger than 150.Cassie modelProviding CA between liqiud and air is 180第35頁/共56頁第36頁/共56頁第37頁/共56頁LOGODirt第38頁/共56頁第39頁/共56頁Roughening a hydrophobic materialFabricationModifying a rough surfaces chemical components第40頁/共56頁LOGOTingyi“Leo”Liu,etal.,Science, vol. 346, pp.1096-1100, 20

8、14. 第41頁/共56頁第42頁/共56頁第43頁/共56頁利用射頻等離子體刻蝕法在不同刻蝕時(shí)間得到的聚丙烯掃描電子形貌圖利用射頻等離子體刻蝕法在不同刻蝕時(shí)間得到的聚丙烯掃描電子形貌圖: ( a) 0 min, ( b) 30 min, ( c) 60 min, ( d) 90 min,( e) 120 min, ( f) 180 min第44頁/共56頁氧等離子體處理后的超疏水氧等離子體處理后的超疏水 PSPS納米珠陣列表面納米珠陣列表面第45頁/共56頁LOGO第46頁/共56頁LOGO 江雷等利用化學(xué)氣相沉積法江雷等利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)在石英基底上制備了各種圖案在石英基底上制備了各種圖案結(jié)構(gòu)的陣列碳納米管膜結(jié)構(gòu)的陣列碳納米管膜, 結(jié)果表明結(jié)果表明, 水在這些膜表面的接觸角都大于水在這些膜表面的接觸角都大于 160, 滾動(dòng)角都小于滾動(dòng)角都小于5, 納米結(jié)構(gòu)與微米結(jié)構(gòu)在表面的階層排列被納米結(jié)構(gòu)與微米結(jié)構(gòu)在表面的階層排列被認(rèn)為是產(chǎn)生這種高接觸角、低滾動(dòng)角的原因。認(rèn)為是產(chǎn)生這種高接觸角、低滾動(dòng)角的原因。第47頁/共56頁LOGO第48頁/共56頁prepa