超親水材料與超疏水材料的微觀動態(tài)變化和平衡接觸角的演變

更新時間：2012-10-25

在高速條件下接觸角至平衡點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)析水滴角測量儀專門研制了平衡之前，由于勢能與動能變化或重力、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，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，此時的滾動角度非常小，水滴很容易滾動。

而這些均是我們長期研究中，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)移到荷葉表面會相對比較困難。目前上海軒軼創(chuàng)析提供了*zui細的27號聚四氟乙烯針頭以及34號不銹鋼針頭，液滴轉(zhuǎn)移時量為4－5uL左右。由于滾動角（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，表征超疏水效果會比一般平衡接觸角值的表征會更有意義。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（重力加速度等勢能與動能的考慮），提出了的ADSA－HS技術(shù)，從而為我們進一步探究仿生材料提供了更好的分析技術(shù)。

2、我們對比實驗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態(tài)效果如下所示。

很明顯的看出，此時的彈跳效果不明顯，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。

我們認為目前接觸角及界面化學(xué)的研究應(yīng)向更微觀，動態(tài)效果發(fā)展。而我們也很自豪，我們在界面化學(xué)的研究新方法方向了世界其他同行。

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