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北京哈科试验仪器厂
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超亲水材料与超疏水材料的微观动态变化和平衡接触角的演变

发布:北京哈科试验仪器厂
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荷叶(Lotus effect)具有非常好的超疏水性,因而,在取得ZH的平衡接触角时,出现了明显的弹跳效果。且如果疏水角度越大,弹跳的高度越高。且从效果影像中可以看出,此时的滚动角度非常小,水滴很容易滚动。

而这些均是我们长期研究中,我们仅仅注意了荷叶的表面结构以及平衡态的接触角值(平衡态的接触角值仅仅表征了部分性质)。在测试过程中,我们也发现由于荷叶的超疏水性,水滴从针头转移到荷叶表面会相对比较困难。目前美国科诺提供了全世界Z细的27号聚四氟乙烯针头以及34号不锈钢针头,液滴转移时量为4-5uL左右。由于滚动角(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边缘,此时的平衡接触角值意义不大。

由下面的影像我们认为,从高速的角度考虑才是Z合理的方案,表征超疏水效果会比一般平衡接触角值的表征会更有意义。且,在接触角以及界面能量的分析中,我们采用了在Young-lapalace方程拟合中增加能量(重力加速度等势能与动能的考虑),提出了世界ling先技术的ADSA-HS技术,从而为我们进一步探究仿生材料提供了更好的分析技术。


2、我们对比实验了一组普通材料的水滴滴向表面的效果,其在平衡接触角形成前的动态效果如下所示。

很明显的看出,此时的弹跳效果不明显,这是由于固体表面自由能大于液滴弹跳的作用能量。且我们非常容易得到结论,固体表面能越大,其向上延展的高度就越低。


(1)空调器用超亲水铝箔的动态接触角演变过程。ZH平衡接触角值为3度以内。

(2)实验室用载玻片接触角演变影像。

(3)不锈钢表面平衡态接触角前的动态演变影像。

(4)聚四氟乙烯表面平衡态接触角前的动态演变影像

2021-03-09
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