接触角在测量超疏水材料的应用——仿生篇

发布时间：2022-07-23分享至：

大家还记得之前小编给大家科普过的什么是超疏水材料吗？超疏水材料是指材料表面与水的接触角大于 150°而滚动角小于 10°的材料。

上一期我们说到用电镀技术制备超疏水材料在交通运输行业与机械仪器的应用，这期我们主要讲采用模板法制备仿生超疏水的材料，应用在仿生材料行业上。

什么是仿生材料？
仿生材料：顾名思义就是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料。

一种常见的制备超疏水仿生材料方法，就是使用超疏水植物为天然制备模板，构筑材料表面类似植物叶表面的微观结构，提高材料表面的粗糙度。所采用的材料本身为低表面能物质，无需使用含氟等化合物进行表面修饰。结合低表面能界面和天然超疏水材料的粗糙表面，可制备具有类似动植物表皮超疏水效果的材料，称为模板法。常见的制备超疏水仿生材料方法，用接触角仪可表征其接触角度及润湿效果。
如今，使用模板法制备超疏水材料的研究已经很广泛。
杨晓华[1] 等人用采用模板法，以美人蕉叶为模板，仿美人蕉叶表面微观结构制备（超）疏水聚合物材料。通过接触角仪的测量超疏水表面接触角均达到160.3°，该超疏水表面制备具有类似动植物表皮超疏水效果。
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美人蕉叶的超疏水照片


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仿生材料接触角值（160.03°）

无独有偶，向静[4]等人用采用模板法，以荷叶为模板，在环氧树脂基底上得到了荷叶仿生超疏水结构，该方法工艺流程简单、制作成本低廉，可以实现微观结构的快速复刻，通过接触角仪的测量超疏水表面接触角均达到151.5°。

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仿荷叶微米结构、仿荷叶微纳复合材料和原始材料干荷叶的接触角和滚动角比较

如今，仿生材料领域取得的累累硕果，正在改变因成本不断上涨和原材料日益稀缺而陷入困境的相关行业，制备超疏水仿生材料离不开接触角测量仪的表征。

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参考文献：

[1] 杨晓华.仿美人蕉叶表面制备(超)疏水材料[D].南昌航空大学,2014.

[2] 从虔. 仿生多孔植物叶片超疏水表面制备与性能研究[D].大连理工大学,2016.

[3] 刘成宝,李敏佳,刘晓杰,陈志刚.超疏水材料的研究进展[J].苏州科技大学学报(自然科学版),2018,35(04):1-8.

[4]向静,王宏,朱恂,丁玉栋,廖强,陈蓉.荷叶表面的复刻及微纳结构对疏水性能的影响[J].化工学报,2019,70(09):3545-3552.


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