超疏水材料是一種對(duì)水具有排斥性的材料,水滴在其表面無法滑動(dòng)鋪展而保持球型滾動(dòng)狀，從而達(dá)到滾動(dòng)自清潔的效果。

潤濕性是固體材料表面的重要性質(zhì)之一，決定材料表面潤濕性能的關(guān)鍵因素包括材料表面的化學(xué)組成和表面的微觀幾何結(jié)構(gòu)。因此科學(xué)家將靜態(tài)水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10º的表面稱為超疏水表面。

超疏水材料普遍同時(shí)具有微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)和低表面能的化學(xué)物質(zhì)，這也是成為超疏水材料的前提。超疏水表面因其具備自清潔、油水分離、抗腐蝕、防結(jié)冰以及防霧等優(yōu)秀特性，近幾年來備受材料學(xué)家的青睞，吸引了大批科學(xué)家投入到超疏水材料的研究中去。

01.荷葉效應(yīng)

其實(shí)遠(yuǎn)在兩千多年前，人們就發(fā)現(xiàn)有些植物雖然生長在污泥里，但是它的葉子卻幾乎永遠(yuǎn)保持清潔，一個(gè)最為典型的例子就是荷葉。

荷花通常生長在沼澤和淺水區(qū)域，但卻具有“出淤泥而不染”的特性，這使得荷花成為幾千年以來被人們作為純潔的象征。荷葉上的灰塵和污垢會(huì)很容易被露珠和雨水帶走，從而保持表面的清潔。科學(xué)家將這樣的子清潔現(xiàn)象稱之為“荷葉效應(yīng)”。

02.自然的啟示

從自清潔表面的“荷葉效應(yīng)”到超疏水表面的構(gòu)建

人法地，地法天，天法道，道法自然。通過對(duì)自然界中具有超疏水性的植物葉子的研究學(xué)習(xí)，可以知道制備超疏水表面需要具備兩個(gè)條件：一是材料表面具有很低的表面能；二是固體材料表面構(gòu)建一定粗糙度的具有微米和納米的雙重結(jié)構(gòu)。

希森美克制備出超疏水超疏油納米涂層技術(shù)，革命性的防水材料，水和油完全不粘，微生物無法附著，超強(qiáng)防腐蝕。目前海軍艦艇正在批量試用。

03.機(jī)遇與挑戰(zhàn)

雖然超疏水材料在實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用前景，但目前真正實(shí)現(xiàn)超疏水在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用還有很多困難，其中最大的挑戰(zhàn)是耐久性與透明度。

疏水涂層與基體的粘附力比較差，粗糙結(jié)構(gòu)也非常脆弱，當(dāng)表面經(jīng)過沖擊、摩擦等機(jī)械作用很容易受到損壞而失去超疏水性能。因此開發(fā)具有穩(wěn)定抗摩擦的超疏水涂層或者具有自修復(fù)功能的超疏水表面成為當(dāng)前超疏水材料研究領(lǐng)域中急需解決的問題。

一般來說要得到超疏水，其表面會(huì)有一定粗糙度，而粗糙度越大，折射率越大，透明度越低。這極大的限制了超疏水材料在光學(xué)器件上的應(yīng)用。

廣州希森美克新材料科技有限公司出品的納米涂層，很好的利用了自然科學(xué)仿生荷葉而達(dá)到人們需要的超強(qiáng)疏水效果，這種涂層可以加工于任何表面，改變表面張力，從而改變表面能，達(dá)到超級(jí)疏水、超級(jí)疏油、耐高溫、耐低溫、長效性、透氣性、散熱性、導(dǎo)電性、無色無味、綠色環(huán)保等特性。并且運(yùn)用于紡織業(yè)、電子業(yè)、醫(yī)療業(yè)、軍工、廚房電器、軌道交通行業(yè)等等。