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透明超疏水涂层在探测液体表面张力方面的应用

来源:网络 浏览 307 次 发布时间:2023-02-23

当液体的表面张力发生变化时,它在普通固体表面的润湿性也会随着变化。然而,关于这一规律以及尤其是在超疏水表面的表现的研究很少。最近,协同创新中心PI-6管自生老师课题组研究生王研等人利用上述的表面张力和润湿性的响应关系首次将透明超疏水涂层应用在探测液体表面张力方面,为拓宽多功能超疏水涂层的应用提供了一个新的思路,相关论文已被ACS applied materials&interfaces发表。研究表明,随着有机物水溶液中有机物体积分数上升,溶液的表面张力相应地下降,溶液液滴在制备的超疏水涂层的接触角也逐渐下降,此称之为表面润湿性对表面张力的响应。基于此响应关系,可以通过接触角估测液体的表面张力以及有机物的浓度。

结果表明,以正硅酸四乙酯为前驱体通过酸性和碱性水解法制备了不同形貌的纳米二氧化硅溶胶,通过混合两种溶胶可制备出具有颗粒间键桥强度高的亚微米级凸起和纳米级凹坑的结构的涂层。通过控制酸碱催化溶胶混合比例,我们可以制备出具有不同微观结构的超疏水涂层。结果表明具有不同结构的涂层具有不同的润湿性-表面张力关系,随着涂层制备时碱催化溶胶的比重增加,纳米级凹坑结构逐渐减少,表面更容易被低表面张力液体侵入,因而接触角下降更剧烈。并且在有机物水溶液,包括:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸、丙酮、N,N’-二甲基酰胺等,都具有同样的接触角和浓度(表面张力)响应规律。