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具有良好机械稳定性的超疏水表面的设计与制备

唐昶宇  邵虹  胡歆  何周坤  吕娟  梅军  
【摘要】:超疏水表面在自清洁、防水、防腐蚀等领域有着广泛的应用,其超疏水性能主要取决于表面成分和微纳粗糙结构。然而,这种微纳粗糙结构通常易碎,容易在外力作用下(摩擦、基底变形等)发生破坏而失去超疏水性,限制了超疏水涂层的实际应用。本文采用纳米炭黑(CB)和聚丁二烯(PB)弹性体为原料,通过简单的喷涂制备出了一种可拉伸、机械性能稳定的超疏水纳米复合涂层。涂于橡胶基底表面的复合涂层在1000%的拉伸变形条件下仍然保持优异的超疏水性能,且其超疏水性能在多次拉伸-回复后不会失效。通过扫描电镜观察发现,其稳定的超疏水性能主要归功于CB/PB形成的多层次粗糙结构具有自适应变形能力,随着拉伸变形可以裂解产生新的多层次微纳结构,从而延迟Cassie-Wenzel转变。此外,简单拉伸处理可以对受到破坏的超疏水涂层进行修复。这种高度可拉伸的超疏水涂层在可拉伸电子器件、柔性传感器防水保护方面有重要应用意义。

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