非晶合金表面极端润湿性的研究进展

摘要

随着近代仿生学的不断发展,极端润湿性界面材料作为一种新型功能材料,已成为材料科学研究领域的热点之一。非晶合金由于具有较低的表面(自由)能以及在过冷液相区的超塑性,成为了制备功能性表界面的理想材料之一,尤其是超疏液表面的理想材料。利用Young′s、Wenzel、Cassie-Baxter三种不同的润湿模型,对非晶合金表面润湿行为进行了系统的讨论,分析了表面微纳结构对超疏液和超亲液非晶合金表面的影响规律。表面微纳结构的构筑会很大程度地改变固体表面润湿性。表面微纳结构在几何尺寸增大初期,液体与表面之间存储的气体越来越多,直接表现为接触角增大;几何尺寸继续增大,使得液体与粗糙表面直接接触,导致接触角减小。同时,论述了非晶合金表面能和液体表面张力对润湿性的影响。固体表面能越大,液体在表面的接触角越小;而对于液体,其表面张力越大,在固体表面的接触角越大。指出了当前极端润湿性非晶合金表面在制备工艺、耐久性等方面存在的问题和研究难点。最后,展望了非晶合金极端润湿性表面的未来发展趋势和应用前景。