超疏水纳米玻璃

我们对自然界中存在的疏水现象其实并不陌生，如下雨天，水珠能够在荷叶表面自由的滚来滚去，这种现象被称为“荷叶效应（lotus effect）”。不仅荷叶，芋头的叶子也有类似的效果。自然界中一些昆虫如水黾、蝉、蝴蝶等的身体部位也具有超疏水性能。水黾能够毫不费力地站在水面上，并快速的移动和跳跃而不会划破水面和润湿腿脚，被称为“池塘中的溜冰者”。这是因为水黾的腿部具有非凡的超疏水性能。人们对超疏水的认识就起源于对自然界中一些动植物表面的疏水和自清洁现象。

材料研究者发现水滴在这些表面上可以自由地滚动，或者像球一样在其表面上来回弹跳，当污染物粘附其表面时，滚动的水珠很容易将它们带走达到自清洁的目的。那究竟什么是超疏水呢？一般把水的接触角大于150°的固体表面称为超疏水表面。而具有这种表面的材料我们一般称之为超疏水材料。

那应该如何构筑超疏水表面呢？大量研究证明固体表面的润湿性主要是由化学组成和表面微观几何结构共同决定的。因此超疏水表面的制备方法主要分为两类，一种是在粗糙固体表面修饰低表面能物质，如含氟、硅元素的材料；另一种是在疏水性材料表面构筑粗糙结构。溶胶-凝胶法和胶体纳米粒子自组装的方法是一种非常简单而有效的构筑粗糙结构的基本方法。并且这两种方法工艺简单，反应过程容易控制，尤其是在薄膜的制备上不需要苛刻的条件（如真空或高温），还可以大面积制备成膜，显示出其独特的优越性。我们的超疏水纳米玻璃（树枝状纳米二氧化硅）正是结合了两者的优点，电镜表征显示：该材料的具备树枝状的微观形貌结构，是一种微-纳米复合结构，粗糙度更大。经过简单的硅烷修饰后接触角超过了160度，是一种理想的超疏水界面材料构筑单元。

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