超親水材料與超疏水材料的微觀動(dòng)態(tài)變化和平衡接觸角的演變

更新時(shí)間：2012-10-25

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在高速條件下接觸角至平衡點(diǎn)前超疏水材料能夠較好的形成彈跳效果而超親水材料的演變與其有明顯區(qū)別。而軒軼創(chuàng)析水滴角測(cè)量?jī)x專門研制了平衡之前，由于勢(shì)能與動(dòng)能變化或重力、作用力與反作用力條件下水滴滴向超親水材料和超親水材料的動(dòng)態(tài)演變過程。

1、荷葉（Lotus effect）具有非常好的超疏水性，因而，在取得zui后的平衡接觸角時(shí)，出現(xiàn)了明顯的彈跳效果。且如果疏水角度越大，彈跳的高度越高。且從效果影像中可以看出，此時(shí)的滾動(dòng)角度非常小，水滴很容易滾動(dòng)。

而這些均是我們長(zhǎng)期研究中，我們僅僅注意了荷葉的表面結(jié)構(gòu)以及平衡態(tài)的接觸角值（平衡態(tài)的接觸角值僅僅表征了部分性質(zhì)）。在測(cè)試過程中，我們也發(fā)現(xiàn)由于荷葉的超疏水性，水滴從針頭轉(zhuǎn)移到荷葉表面會(huì)相對(duì)比較困難。目前上海軒軼創(chuàng)析提供了*zui細(xì)的27號(hào)聚四氟乙烯針頭以及34號(hào)不銹鋼針頭，液滴轉(zhuǎn)移時(shí)量為4－5uL左右。由于滾動(dòng)角（roll-off angle）非常小，所以，水滴停留的地方通常是表面有瑕疵的位置或邊緣，此時(shí)的平衡接觸角值意義不大。

從高速的角度考慮才是zui合理的方案，表征超疏水效果會(huì)比一般平衡接觸角值的表征會(huì)更有意義。且在接觸角以及界面能量的分析中，我們采用了在Young-lapalace方程擬合中增加能量（重力加速度等勢(shì)能與動(dòng)能的考慮），提出了的ADSA－HS技術(shù)，從而為我們進(jìn)一步探究仿生材料提供了更好的分析技術(shù)。

2、我們對(duì)比實(shí)驗(yàn)了一組普通材料的水滴滴向表面的效果，其在平衡接觸角形成前的動(dòng)態(tài)效果如下所示。

很明顯的看出，此時(shí)的彈跳效果不明顯，這是由于固體表面自由能大于液滴彈跳的作用能量。且我們非常容易得到結(jié)論，固體表面能越大，其向上延展的高度就越低。

我們認(rèn)為目前接觸角及界面化學(xué)的研究應(yīng)向更微觀，動(dòng)態(tài)效果發(fā)展。而我們也很自豪，我們?cè)诮缑婊瘜W(xué)的研究新方法方向了世界其他同行。

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超親水材料與超疏水材料的微觀動(dòng)態(tài)變化和平衡接觸角的演變