铝及其合金超双疏表面

摘要

具有特殊润湿性的表面在生产生活以及基础研究领域具有广泛而重要的用途.近年来超疏水表面以及超疏油表面的制备越来越受到人们的关注,越来越多的文献已报道了通过不同的方法所制备的这样具有特殊浸润性能的表面.然而,在这些文献当中,关于超疏水的报道占了绝大多数,超疏油表面的报道非常之少.根据表面自由能的分析,要使得固体表面达到超疏油的基础是光滑固体表面与油的接触角大于90°,因此表面张力必须小于液体的表面张力的四分之一,即仅约为几个毫牛每米左右.Tsujii等人曾报道了一种超疏油表面的制备方法.江雷课题组2001年曾在《应用化学》杂志报道了超双疏的碳纳米管薄膜.最近,Tuteja等人在《science》上发表了关于设计和制备超疏油表面的最新研究成果.然而，这些制备方法或者不够实用，或者仅能对某些油类超疏，都存在着不足，很大程度上限制了其在各个领域当中的广泛应用。利用两步简单电化学刻蚀的办法，能快速有效地在铝及其合金表面构造出一种新颖的微纳米双重立体结构，经过全氟十八烷基三氯硅烷低表面能修饰后，这种表面显示出非常好的超双疏特性。此表面与水以及盐溶液，酸碱溶液滴的接触角都高达170°以上，滚动角小于1°，显示出良好的抗盐抗酸碱腐蚀潜能。更重要的是，该表面还具有超疏油性能，除了全氟类的油液之外对大多数油类表现出普遍的超疏，接触角均高于150°，而且，滚动角一般小于10°，易于油滴的滚动。另外，此铝基超疏油表面还具有耐加热，耐机械弯曲变形等优良性能，非常有利于实际应用。