透明超疏水材料的研究進展

超疏水表面在包括自清潔、防腐、防冰和流體輸送過程中的減阻等許多領域都有廣泛應用,透明的超疏水表面更是在太陽能光伏電池板和其他光學領域具有自我清潔的潛在應用。本文首先介紹了透明超疏水的相關理論,然后概括了制備超疏水表面常見的方法,重點歸納總結了用于構建粗糙度的不同物質(zhì),如SiO2

、TiO2等,并分析了其優(yōu)缺點;最后,簡單介紹了透明超疏水的應用前景,并對其研究方向進行了展望。在大自然中,有很多動植物具有特殊的表面,例如荷葉、丹參葉、玫瑰花瓣、蚊子的復眼、水黽、壁虎的腳掌、沙漠甲蟲、蝴蝶的翅膀等(圖1)。一個最為典型的例子就是荷葉雖然生長在淤泥里,但是其幾乎永遠保持清潔,所以古人可以寫出“出淤泥而不染”的千古名句。后來,荷葉這種被雨水帶走灰塵的現(xiàn)象稱之為荷葉效應,荷葉之所以可以有這種現(xiàn)象,是因為荷葉表面每一個上皮細胞都會長出一個乳突,這些乳突僅有幾個微米大,比人頭皮上的發(fā)絲還細。不僅如此,每個乳突表面都充滿著納米級的小纖毛,這些多級分形的微納結構會吸附空氣,當水珠滴在荷葉上面的時候,由于強大的表面張力,水會被這層氣膜托起來而無法接觸其本身,江雷對此進行了研究,并說明這是超疏水表面形成的重要原因。超疏水表面具有特殊的潤濕性能,在自清潔、油水分離

、抗腐蝕、防結冰、減阻等領域具有廣泛應用。例如,在織物涂超疏水材料,污垢就不會被輕易染上。還有汽車的擋風玻璃、后視鏡等需要超疏水涂層。在航海中,船只可以通過在外面噴涂超疏水涂層來達到減阻的效果。在石油工業(yè)中,蠟沉積和流動阻塞會導致嚴重的安全問題和經(jīng)濟損失,堅固且多功能的超疏水涂層具有優(yōu)異的原油排斥性,從而達到高效的運輸性能。因此,超疏水表面對我們生活有著至關重要的作用,當然,在不改變原有物體形貌的前提下,透明超疏水材料是我們現(xiàn)在更關注的方向之一。根據(jù)潤濕性理論,表面粗糙度較大時,疏水性會增強,但也因此會使光散射的增加而導致透明度的降低。所以,固體表面粗糙度對涂層的透明性和疏水性的影響是相互制約的。因此,調(diào)控制備工藝,使表面具有適宜的粗糙度,同時滿足透明性和超疏水性的要求是制備超疏水性透明涂層的關鍵?？梢姽獾牟ㄩL為400~700nm。為了保證透光率,一般表面粗糙度尺度小于可見光波長的四分之一?；诖藯l件,本文首先介紹了透明超疏水的相關理論,并介紹了透明超疏水表面的制備方法;其次,重點歸納了不同物質(zhì)來構建透明超疏水表面的粗糙度,最后展望了透明超疏水表面的應用前景和發(fā)展方向。1透明超疏水的相關理論1.1

表面潤濕性理論潤濕是一種常見的表面現(xiàn)象,潤濕過程是固液界面取代固氣界面的過程。早在1805年,就描述了理想光滑固體表面上液體的潤濕模型,并從理論上指出了制備超疏水表面的條件之一———低表面自由能,但是這是建立在理想光滑表面上,實際上理想光滑表面并不存在,所以在1936年,研究粗糙表面的潤濕行為時,認為液體會完全潤濕粗糙表面的微小凹槽,并得到了表面粗糙度可以提高親水表面的親水性和疏水表面的疏水性的結論。1944年,在研究粗糙表面潤濕行為時認為,粗糙表面凹槽中的空氣在與液體接觸時,被完全堵截在凹槽中,并指出了制備超疏水的第二個條件———粗糙結構。1.2

透明度與粗糙度之間的競爭關系固體表面粗糙度對涂層的透明性和疏水性的影響是相互制約的。由于表面粗糙度的增大,增加了光線在涂層傳播過程中的散射作用。一方面,涂層疏水性由于表面粗糙度的增大而增強,另一方面,涂層的透明性卻隨粗糙度的增大而降低。因此,調(diào)控制備工藝,使表面具有適宜的粗糙度,同時滿足透明性和超疏水性的要求是制備超疏水性透明涂層的關鍵。2透明超疏水表面的制備方式透明超疏水表面的制備有很多種方法(圖2)。2.1化學氣相沉積法化學氣相沉積(CVD)是指化學氣體或蒸汽在基質(zhì)表面反應合成涂層或納米材料的方法,從理論上來說,它是很簡單的:兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導入到一個反應室內(nèi),然后它們相互之間發(fā)生化學反應,形成一種新的材料,沉積到晶片表面上。2.2溶膠凝膠法溶膠凝膠法(sol-gel)通常以無機物或金屬醇鹽作為前驅體,在酸性或堿性條件下進行水解、縮合,形成穩(wěn)定的透明溶膠體系,溶膠再經(jīng)陳化,形成具有三維網(wǎng)絡或多孔的粗糙結構。2.3噴涂法噴涂法是最常用的制備超疏水材料的方法,通常會先將無機納米粒子或聚合物分散在水或有機溶劑中,再對其進行改性,然后噴在基底上形成一層低表面能的粗糙層。該方法的優(yōu)勢是不需要復雜的設備,只需一個帶氣泵的噴槍,操作流程簡單,并且不受基底的限制,幾乎對任何基底都適用。提出了一種簡單的噴涂方法,制備了厚度為82μm的超雙疏涂層,該涂層具有較高的透射率(>80%)和機械強度。2.4化學刻蝕法化學刻蝕法是通過激光或酸堿等在材料表面直接制備出微納米粗糙結構的方法。常見的刻蝕方法主要包括化學刻蝕、激光刻蝕、等離子體刻蝕等,這些方法對超疏水表面的制備具有重要意義。利用選擇性等離子刻蝕技術在硅表面設計并構建了一系列微立方陣列,以探索表面微結構在冰附著強度方面對防冰/疏冰性能的尺寸效應和結冰延遲時間。2.5

靜電紡絲法靜電紡絲法是目前唯一能夠直接、連續(xù)制備聚合物納米纖維的方法,是一種簡單而又靈活的納米纖維加工方法,這一技術的核心是使帶電荷的高分子溶液或溶體在靜電場中流動與變形,然后經(jīng)溶劑蒸發(fā)或熔體冷卻而固化,于是得到纖維狀物質(zhì)。相比其他技術來說靜電紡絲技術具有設備簡單、成本較低、操作性強、高效等優(yōu)點。因此,設計和開發(fā)多功能靜電紡絲裝置將是未來靜電紡絲技術發(fā)展中的重要方向。簡要介紹了油/水分離和靜電紡絲技術的必要性之后,重點關注用于油/水分離的超疏水/超親油電紡纖維,包括制備具有超疏水/超親油表面的電紡纖維,以及用于吸油和濾油的超疏水/超親油纖維膜;此外,還討論超疏油/超親水電紡纖維及其在油水分離中的應用。2.6浸涂法浸涂法常常被用于對織物衣服的改性,先制備含有納米粒子的懸浮液,然后將基材浸入到含納米粒子的懸浮液中,干燥,固化。浸涂法制備的超疏水材料一般具有良好的機械耐久性。制備對水和油具有極端排斥性的超疏水表面仍然是一項耗時且復雜的任務。以聚丙烯和聚四氟乙烯為原料,采用特殊、簡便的浸涂法獲得超雙疏表面。制備的樣品不僅對水而且對表面張力低的液體具有排斥性和低粘度。超疏表面還表現(xiàn)出優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,排斥不同pH的溶液,在強酸或強堿溶液中長期浸泡也不會失效;此外,水和乙二醇都可以在所得表面上實現(xiàn)自清潔效果。3構建粗糙度的不同物質(zhì)3.1SiO2作為原料構建粗糙度為了獲得高透明度,涂層必須由低光吸收材料組成。傳統(tǒng)透明材料的折射率如下:TiO2為2.55,聚苯乙烯為1.59,聚對苯二甲酸乙二醇酯為1.58,聚甲基丙烯酸甲酯為1.49,玻璃為1.46,二氧化硅為1.43,聚二甲基硅氧烷(PDMS)為1.40。因此,二氧化硅和PDMS是用于制備透明超疏水涂層的有前景的材料。提出了一種簡單的方法來形成堅固的透明超疏水涂層。制備SiO2納米顆粒/氟硅烷(FAS)復合材料的乙醇懸浮液以形成涂料。在接觸界面之間引入PDMS低聚物來粘合涂料。這種透明的超疏水涂層在空氣或油環(huán)境中表現(xiàn)出自清潔特性。此外,這種透明的超疏水涂層在砂紙磨損和強酸/強堿侵蝕后仍能保持其性能。涂層玻璃對于500nm以上的波長顯示出超過80%的透射率。因此,這種簡單且低成本的具有透明性和自清潔性能的超疏水涂層應用廣泛。介紹了一種獨特的基于疏水相互作用的水性自組裝方法來制備超疏水涂層(圖3),該方法可以形成具有低粗糙度的膜,這得益于簡單的操作和利用多種材料的能力。具體來說,用辛基三甲氧基硅烷改性的疏水性SiO2顆粒被散布在水中,以自組裝成膜。除去水后,這種自組裝膜落在涂有半固化環(huán)氧樹脂的載玻片表面。值得注意的是,這種環(huán)境友好的方法適用于大面積薄膜制備。該方法產(chǎn)生了具有優(yōu)異動態(tài)抗沖擊性的涂層。特別是,該涂層可以抵抗速度為4.47m/s的水滴和速度為8.6m/s的水射流沖擊,這滿足了在大雨中使用的條件。此外,對所制備的涂料的環(huán)境穩(wěn)定性進行了全面的研究,以滿足戶外需求。使用簡單和可擴展的制備技術開發(fā)了基于PDMS的透明、耐磨、超疏水和超疏油的表面。PDMS在生物醫(yī)學應用中非常重要,因為它具有生物相容性、化學穩(wěn)定性和透明性。通過微圖案化或應用具有甲基苯基硅樹脂粘合劑的疏水SiO2納米粒子涂層,PDMS被賦予超疏水性。通過氟硅烷氟化,納米粒子/粘合劑涂層具有超疏油性。需要使用紫外線-臭氧處理的中間步驟來改善涂層的沉積和粘附。通過接觸角和傾斜角測量檢驗表面處理的效果,結果發(fā)現(xiàn),該涂層具有超疏油性所需的凹角幾何形狀,并顯示出機械耐磨性和透明性能。雙層寬帶減反射涂層對于光學器件,例如塑料眼鏡片和太陽能電池系統(tǒng)至關重要。在光學環(huán)境中,寬波長范圍的光是最需要的。使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)設計了一種在可見光區(qū)具有優(yōu)異平均透射率的雙層寬帶減反射涂層。采用無模板溶膠-凝膠法制備了頂層超低折射率(1.13)SiO2/聚甲基氫硅氧烷(PMHS)涂層。該涂層具有可調(diào)節(jié)的折射率(在1.13和1.37之間變化)。同時,用PMHS部分取代涂層中的親水基團,提高了涂層的疏水性,其靜態(tài)水接觸角高達126°。此外,該涂層具有優(yōu)異的力學性能,通過將堿催化硅溶膠和酸催化硅溶膠結合作為底層,可以很好地制備折射率為1.22~1.42的涂層。然后,采用堿/酸催化混合SiO2溶膠和PMHS/SiO2溶膠兩種原料,通過優(yōu)化厚度,在PMMA基體上成功制備了在400~800nm波長范圍內(nèi)平均透過率為99.30%的雙層涂層。所制備的疏水寬帶增透膜表現(xiàn)出優(yōu)異的透過率,在光學器件中具有潛在應用價值。SiO2膜具有耐高溫、抗腐蝕、機械強度大、易清洗等優(yōu)點,在工業(yè)中有著廣泛的應用前景。在超疏水膜中,SiO2既可以作為薄膜的主要成分,也可以以SiO2顆粒狀態(tài)存在作為填充劑,參與形成粗糙結構。由于SiO2的折射率與玻璃十分相近,所以在透明超疏水中其經(jīng)常被用作構建粗糙度的粒子。3.2

TiO2作為原料構建粗糙度光催化原理是基于光照條件下光催化劑的氧化還原能力,可以達到凈化污染物、物質(zhì)合成和轉化的目的。通常,光催化氧化反應以半導體為催化劑,以光為能源,將有機物降解為二氧化碳和水。因此,光催化技術作為一種高效、安全、環(huán)保的凈化技因其改善室內(nèi)空氣質(zhì)量而受到國際學術界的認可。實際上,光催化劑的種類很多,包括TiO2

、氧化鋅、氧化錫、二氧化鋯,硫化物如硫化鎘以及另一部分銀鹽等也具有催化作用,但它們都有基本缺陷,即大多數(shù)對人體有一定的毒性。因此,在21世紀已知的最有用的光催化材料是TiO2

,如圖4,當能量大于帶隙(VB和CB之間的能量差)時,TiO2納米粒子的光催化性能是由紫外光誘導的。在紫外輻射下,TiO2表面產(chǎn)生高活性的光生電子-空穴對,部分光生電子和空穴遷移到TiO2表面,與表面的H2O和O2反應生成高活性O2-和OH自由基。這些自由基在遇到水中的可溶性污染物時會發(fā)生氧化還原反應,將有機物分解成H

2O、CO2等小分子,從而達到凈化水質(zhì)的目的。因為TiO2具有光催化性能,且其折射率為2.55,所以也經(jīng)常被用作原料來構建粗糙度。Liu等開發(fā)了一種以火焰煙灰層為納米壓印模板,用于簡便合成透明超疏水TiO2薄膜的穩(wěn)健方法。經(jīng)過納米壓印和煅燒后,TiO2涂層呈現(xiàn)出具有高透明性能的煙灰層的逆粗糙結構。隨后用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS)進行疏水改性,使透明表面具有超疏水性(水接觸角為168±4°)。TiO2涂層的透明性和超疏水性可以通過調(diào)整TiO2的初始濃度來控制。該涂層具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和良好的機械阻力。此外,通過光掩模用紫外線照射進一步制備了超疏水-超親水微圖案。這種制備工藝有望擴展到其他透明超疏水涂層,并用于許多研究領域。提出了一種簡單的噴霧法制備微納結構薄膜的方法,該方法采用預先設計好的SiO2

、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和二異丙氧基二(2,4-戊二酮基)鈦(TAA)作為油墨。在TAA熱解后,TiO2顯著增強了膜的機械性能,能夠承受標準的2H鉛筆劃痕和砂流沖擊。用1H,1H,2H,2H-十七氟癸烷基三氯硅烷(PFTS)處理后,所得薄膜對各種液體表現(xiàn)出優(yōu)異的超排斥性。水(表面張力72.1mN/m)和十二烷(表面張力25.3mN/m)的靜態(tài)接觸角可分別達到166.3°和153.3°。400nm厚度薄膜的透光率接近玻璃。此外,已經(jīng)證實了通過光催化可有效地分解附著在表面上的有機物質(zhì),這使得被污染的膜能夠恢復超親水性。因此,堅固、透明和自修復等獨特特性,加上相對較低的制備成本,使該超疏水涂層在各種應用中都頗有前景。通過溶膠-凝膠法在玻璃上制備高度透明的TiO2-ZrO2-SiO2復合材料薄膜。薄膜對可見光高度透明,銳鈦礦型TiO2多晶型物作為唯一結晶相的存在。較高的Zr負載量導致銳鈦礦納米顆粒生長,其具有漸進的球形結構,并伴隨著比表面積的降低,這對光催化活性產(chǎn)生了不利影響;然而,含有Zr的薄膜顯示出顯著改善的抗劃痕性。適度添加氧化鋯(高達10(mol)%)的樣品代表了光催化活性和長期機械穩(wěn)定性之間的良好折衷。TiO2不僅可以被用作構建粗糙度的粒子,它還具有光催化性能,但它的折射率不及SiO2

,所以研究者大多用SiO2來作為構建粗糙度的粒子。3.3對表面微處理來構建粗糙度由于粒子的粒徑大小以及其的用量多少都會影響到透明度,且在日常生活的摩擦、洗滌以及腐蝕中,都會使其失去超疏水性,所以研究者利用一系列的手段,通過微處理來使基底獲得粗糙表面,提高其持久穩(wěn)定性。利用皮秒激光脈沖對超疏水性太陽能玻璃表面進行微結構化處理,然后在玻璃表面涂覆一層含氟烷基硅烷分子。激光照射后的玻璃表面呈現(xiàn)出包含微觀和納米尺度粗糙度的層次結構(圖5)。玻璃表面粗糙度的增加使得表面呈現(xiàn)出超親水性,水接觸角為0°,經(jīng)FAS表面改性后,玻璃表面具有穩(wěn)定的超疏水性。通過改變激光線的間隔,可以調(diào)節(jié)表面形貌和潤濕性能。隨著激光線間隔的增大,玻璃表面的接觸角范圍從172°±1°到156°±2°。在化學表面改性之前,這些層次結構的玻璃表面在水下是疏油的。氯仿的接觸角為163°±2°,滑動角為1.5°±0.4°。所制備的玻璃表面具有良好的透明性,在可見光中的平均透光率高達87.28%。此外,改進后玻璃表面上的水滴看起來像一個具有變焦功能的透鏡。在現(xiàn)實世界中實現(xiàn)人工復眼(ACE)一直受到其低透明度和對穩(wěn)定Cassie狀態(tài)的高要求的限制。通常,表面去潤濕性能的提高會犧牲ACE的透明度。Li等通過結合光刻、微打印和化學生長的集成制造技術獲得性能優(yōu)異的ACE。通過對制作過程的熟練操作,在微米柱頂部和微透鏡周圍制備了去潤濕納米陣列。納米陣列和微米柱的組合產(chǎn)生了卓越的超疏水性(~170°)、低滑動角的原始蓮花效應(~1°)和接觸角滯后(~2°)。在4mN的預加載條件下,該表面幾乎沒有顯示出粘附性,表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定Cassie狀態(tài)和抗粘附性能。此外,動態(tài)沖擊實驗表明,沖擊液滴很快從表面脫離。其光學單元的透明度約為裸玻璃的99%。此外,與沒有納米陣列的微透鏡相比,ACE在較大孔徑下表現(xiàn)出更好的聚焦和成像能力。這項研究在賦予迄今為止不適用于許多實際戶外應用的光學器件家族超疏水性和透明度方面取得了重大進展。首先采用3D打印制作出具有特殊表面參數(shù)的微結構基板,在表面涂上蠟燭煙灰或十八烷基三氯硅烷溶液,制得具有機械耐久性的超疏水表面。這些表面表現(xiàn)出超高的靜態(tài)水接觸角和水滴低滾落角;此外,經(jīng)過一年的擱置時間后,所制備的超疏水基質(zhì)在超聲波水處理后仍保持良好的超疏水性,并且能夠抵抗多種化學液滴侵蝕。文中介紹的工藝、設計原理和接觸角測量方法對于用3D打印制備透明和超疏水表面很有幫助,可以大規(guī)模生產(chǎn),并有望擴大自清潔超疏水材料的應用范圍。在制備粗糙結構上,無論是激光脈沖刻蝕,還是光刻膠以及3D打印技術,其都具有優(yōu)異的機械穩(wěn)定性。但在制備過程中,激光刻蝕、等離子刻蝕對材料和設備的要求較苛刻,不利于大面積制備,而且常需要利用低表面能物質(zhì)進行進一步改性,因此仍需探索綠色、經(jīng)濟、工藝簡單的透明超疏水制備方式。3.4γ-AlOOH作為原料構建粗糙度勃姆石(γ-AlOOH)化學穩(wěn)定性好,價格低廉,與玻璃結合良好,形態(tài)易于控制,是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧稀Ｔ贏l(NO3)3

·9H2O和醋酸鈉溶液中,采用水熱法制備了不同形貌的FAS改性透明超疏水γ-AlOOH薄膜。結果表明,形貌對薄膜的潤濕性、透明性和機械耐久性均有影響。以Al(NO3)3

·9H2O/CH3COONa40∶1所合成的超疏水薄水鋁石膜由垂直于玻璃表面的納米級片狀薄水鋁石團簇和晶體間的微納米級孔隙組成,具有較高的耐磨性、良好的化學穩(wěn)定性和適當?shù)耐该餍浴Ｗ髡咛接懥诉@種薄膜的形成機理及其機械堅固性的原因。提出優(yōu)異的耐磨性得益于由互連的片狀晶簇形成的框架微觀結構以及勃姆石顆粒與玻璃基底之間的化學結合。采用簡單水熱法制備的納米勃姆石薄膜不僅能在超疏水性和透明性之間達到適當?shù)钠胶?而且表現(xiàn)出優(yōu)異的機械耐久性,在透明超疏水性領域具有潛在的應用前景。3.5

ZnO作為原料構建粗糙度ZnO是一種無機化合物,其帶隙和激子束縛能較大,透明度高,有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能,在半導體領域的液晶顯示器、薄膜晶體管等產(chǎn)品中均有應用。此外,它可以屏蔽紫外線,且不會光降解。微顆粒的ZnO作為一種納米材料也開始在相關領域發(fā)揮作用。Hooda等用一種簡單、低成本的改性溶膠-凝膠方法制備了高透明、超疏水的聚苯乙烯/ZnO涂層。如圖6所示,ZnO納米粒子首先用三甲基氯硅烷(TMCS)進行功能化,然后用3-巰基丙基三甲氧基硅烷(MPMS)進一步修飾功能化的ZnO。將得到的雙功能化氧化鋅加入到聚苯乙烯和四氫呋喃中,最終混合物在玻璃基板上以4000r/min旋涂1min,所制備的納米涂層具有接近裸玻璃透光率的透明度以及高接觸角(>150°)。該方法在開發(fā)各種工業(yè)應用的透明和超疏水表面方面具有巨大的潛力。報道了在TiAlN/TiAlON/Si3N4光譜選擇性太陽能吸收器表面制備納米多尺度粗糙、透明和抗反射氧化鋅(ZnO)超疏水涂層。首先通過在Ar等離子體中濺射Zn靶材,在350℃的氧氣環(huán)境中氧化1h,然后在串聯(lián)吸收器上沉積了不同厚度(300~1800nm)的ZnO熱氧化涂層;在此條件下制備的ZnO涂層在真空450℃下進一步退火2h,以提高其光學透明度(由于光譜選擇性涂層在高于500℃的溫度下不穩(wěn)定,因此將退火溫度限制在450℃)。該涂層先前已開發(fā)用于太陽能熱發(fā)電。優(yōu)化后的ZnO超疏水涂層表面具有優(yōu)異的拒水性(WCA>155°),提高了吸收率(>0.96),在太陽光譜可見光范圍內(nèi)具有良好的寬帶抗反射性能。該多功能ZnO涂層在450℃(空氣和真空)下保持穩(wěn)定,表明其在高溫光熱轉換應用中的可靠性。除了自清潔外,ZnO涂層有望賦予吸收器表面較長的使用壽命,并抵抗主要由水污染和干污染物引起的光學性能退化。ZnO不僅具有紫外屏蔽效應,它還具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定以及熱穩(wěn)定性,可以被用作構建粗糙度的粒子,但它的折射率為2.008~2.029,較SiO2來說很大,且吸入ZnO粉末后,會出現(xiàn)金屬煙熱,對人體造成危害。3.6氧化銦錫作為原料構建粗糙度氧化銦錫(ITO)作為一種有用的透明導電氧化物材料,通常用于許多光電器件,如無機/有機發(fā)光二極管、太陽能電池和顯示器等。眾所周知,ITO在可見光區(qū)具有高導電性和高透射率。根據(jù)這一特性,利用ITO來充當微納米粒子構建粗糙度以達到超疏水的要求。報道了一種簡單而強大的濺射沉積方法,用于大規(guī)模制備多功能透明ITO納米棒薄膜。如圖7所示,首先采用射頻磁控濺射法在玻璃襯底上生長ITO納米棒薄膜;再將所制備的ITO納米棒薄膜在空氣氣氛中于250℃退火1h,以提高ITO納米棒薄膜的透光率而不降低導電性。為了降低ITO納米棒薄膜的表面能,在環(huán)境大氣中使用帶有1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(PFS)的液相自組裝單層(SAM)對退火后的ITO納米棒薄膜進行化學修飾。將樣品浸入0.2mmol/LPFS的己烷溶液中30min。然后將改性樣品在己烷溶液中漂洗幾次并在氮氣流下干燥。該薄膜具有超疏水特性(氟氯硅烷改性后,水接觸角172.1°)、防霧性能、自清潔性能、高透射率(500nm處透射率為85%)和低電阻率。大規(guī)模制備多功能透明ITO納米棒將在新型光電應用領域和未來的工業(yè)應用中帶來更大的技術進步。以TeflonAF-2400聚合物為基體,ITO納米顆粒(ITON)為填料,通過旋涂技術在室溫下制備了AF-2400/ITON納米復合材料。首先通過在50℃下攪拌溶劑中的Teflon?AF-2400粉末使其完全溶解;然后,使用膜(孔徑5μm)過濾制備的溶液除去未溶解或聚集的顆粒;第二步,將不同濃度(0至30mg/mL)ITON與Teflon?AF-2400溶液混合,在室溫下以2000r/min攪拌1h,然后將混合