近年來(lái)，超疏水材料以其優(yōu)越的性能，超強(qiáng)的疏水能力，在家電行業(yè)的應(yīng)用前景越來(lái)越廣泛，引起了該領(lǐng)域?qū)＜业臉O大關(guān)注。這里介紹了超疏水材料超疏水性和自清潔原理，介紹了幾種常用的超疏水表面的制備方法，分析了影響超疏水表面疏水性能的主要因素并探索克服不利因素的方法，以期為學(xué)習(xí)、探討。

超疏水表面最初的靈感來(lái)源于”荷葉效應(yīng)”。20世紀(jì)90年代，德國(guó)植物學(xué)家波恩大學(xué)Barthlott等揭示了荷葉表面的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)荷葉的“自潔性”源于其表面的微納結(jié)構(gòu)，荷葉表面具有微米級(jí)的乳突，乳突上有納米級(jí)的蠟晶物質(zhì)，這種微-納米級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu)可以大幅度提高水滴在其上的接觸角，導(dǎo)致水滴極易滾落。

超疏水性是一種特殊的潤(rùn)濕性，一般指水滴在固體表面呈球狀，接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度。材料表面能（材料表面分子比內(nèi)部分子多出的能量）越低，疏水性越好，且當(dāng)?shù)捅砻婺懿牧暇哂形⒂^粗糙結(jié)構(gòu)時(shí)，水滴與材料之間會(huì)形成一層空氣膜，阻礙水對(duì)材料表面的潤(rùn)濕，從而形成超疏水狀態(tài)。

超疏水表面特征

自然界中的很多植物葉片，如荷葉、粽葉、水稻葉、花生葉等，都具有超疏水能力。通過(guò)掃描電鏡觀察（如圖左），這些葉片的表面并不光滑，而是分布著很多微納米凸起。通過(guò)圖（右）可以看出，直徑約為125 nm的納米枝狀結(jié)構(gòu)分布于直徑約為7 μm 的微米級(jí)的乳突結(jié)構(gòu)上，形成分級(jí)構(gòu)造。同時(shí)，葉面還覆蓋有一薄層蠟狀物，其表面能很低。

當(dāng)雨水落在葉片表面時(shí)，凸起間隙中的空氣會(huì)被鎖定，雨水與葉面之間形成一層薄空氣層，這樣雨水只與凸起尖端形成點(diǎn)接觸，表面黏附力很弱。因此水在表面張力作用下可縮聚成球狀，并能在葉片表面隨意滾動(dòng)。而灰塵與葉片也為點(diǎn)接觸，表面黏附力很小，很容易被水珠帶走。在分級(jí)構(gòu)造和蠟狀物的聯(lián)合作用下，葉片得以實(shí)現(xiàn)超疏水性和自清潔功效。

除了植物之外，自然界中的許多動(dòng)物體表面也具有很強(qiáng)的疏水和自清潔功能，如鴨子羽毛、蝴蝶翅膀、水上蜘蛛、水黽、蟬等。因?yàn)樗�滴在超疏水材料表面滾落時(shí)可帶走污染物，使材料表面保持清潔。因此超疏水材料具有防水、防腐蝕、防冰以及防附著等多重特性。

超疏水現(xiàn)象視頻參考