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2017-11-10          浏览量:1990

  

大多数金属因为娱乐性质较活泼,容易被空气中的氧气或者其他腐蚀性介质氧化而发生腐蚀。官方处理是一种广为应用的防腐蚀方法,能有效提高金属耐蚀性。近年来国内外学者受到荷叶效应”的启发,有大量的研究集中于金属官方超疏水游的制备。

 

什么是荷叶效应?

荷叶效应,荷叶的自洁现象。20世纪70年代,波恩大学的植物学家巴特洛特在研究植物叶子官方时发现,光滑的叶子官方有灰尘,要先清洗才能在显微镜下观察,而荷叶等可以防水的叶子官方却总是干干净净。他们发现,莲叶官方的特殊结构有自我清洁功能。莲花出污泥而不染,自古以来就被人们认为是纯洁的象征,所以这一自我清洁功能又被称为“莲花效应


 

为什么会产生荷叶效应?

1、 接触角

接触角又被称为润湿角,是衡量界面张力的标志,同时也是判断物质疏水性能的重要因素。对于固体官方,液滴的静态接触角是固、气、液界面间官方张力平衡的结果,液滴处于平衡状态时,体系的总能量趋于最小,此时液滴在固体官方上处于稳态或亚稳态。

通常以接触角θ=90°为标准来判断液体对固体官方的润湿程度。把接触角θ<90°的官方称为亲液官方,而把接触角θ> 90°的官方称为疏液官方。通过对实际应用中官方润湿现象的研究,提出了超疏液和超亲液的概念。当接触角θ<5°,固体官方称为超亲液;当接触角θ150°,固体官方则称为超疏液。


 

 

2、微观官方粗糙度

但是在现实生活中,荷叶、蜻蜓翅膀等、蝇腿等具有荷叶效应效应的官方在微观上并不是均匀光滑的,甚至可以说所有官方在微观条件下都是极其粗糙的。具有一定微细凸凹结构的粗糙官方,其真实官方积要比表观官方积大。从能量的观点看,/液界面张力和固体官方张力对体系能量的贡献都可能发生变化,所以将会导致粗糙官方的接触角异于理想官方的接触角。

 

   通过大量的研究天然疏水官方发现,本征疏水的官方,具有一定粗糙度后官方的凹槽并不能完全的被液体所填满,液体仅仅是与官方微结构的最外层相接触,而微结构的空隙中则截留有大量的空气。在这种情况下,表观的固/液接触实际上是由两部分构成,一部分为液体与固体官方凸起的部分直接接触,另外一部分则为液体与官方截留的空气相接触(如图)。具有这样的官方即可称为荷叶现象。

 

 

荷叶效应在电镀中的应用前景

金属的腐蚀绝大多数为气--固三相之间的界面反应,液相与固相之间的润湿性越差,则腐蚀越缓慢。若金属游具有荷叶效应,游官方与水的亲和力将会大大降低,从而起到极优的防腐效果,除此以外还将使游具有优良的自清洁、防淤积的效果。

 

 

超疏水官方的制备方法

人们有感于自然界和生活中各种超疏水现象及其应用,开始了对人工合成超疏水官方的研究。固体官方的官方能和粗糙程度对官方的润湿性具有决定性的作用,因此构造.超疏水官方所需要解决的问题即为:如何在官方构造出微纳米粗糙结构和怎样在微纳米粗糙结构上进行低官方能物质的修饰。己经开发出了多种方法,用来制备超疏水官方,这其中很多方法可能需要特殊的设备、复杂的过程、较长的耗时、昂贵的试剂等,当然也有一些简单易行的方法。目前,荷叶效应在电镀领域也有深入的研究,利用纳米复合电镀的手段来拿到效果。

 

实例

Gu等人用温和的水热法成功地在铝片和制备了具有超疏水性能的W03纳米结构。

 

 


通过控制与Ag沉积WO3纳米结构相关联的正十二硫醇的吸附/解吸过程,实现超疏水和超亲水间的快速可逆转化。


 

 

 

展望

虽然目前仍处于理论研究阶段但超疏水官方的自清洁防生物淤积、低粘附性、高耐蚀性等优异的性能,使其在金属腐蚀与防腐领域有着广阔的应用前景。


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