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在材料表面形成微米-納米級的多級粗糙形貌，增加表面粗糙度

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要提高材料表面的超疏水性，可從構(gòu)建粗糙微觀結(jié)構(gòu)和降低表面能兩方面入手：

構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)：通過刻蝕、沉積、模板法等工藝，在材料表面形成微米-納米級的多級粗糙形貌，增加表面粗糙度。

降低表面能：采用低表面能物質(zhì)（如含氟材料、硅氧烷等）對粗糙表面進(jìn)行修飾，進(jìn)一步減少表面與水的親和力。

例如，對金屬表面進(jìn)行激光刻蝕形成粗糙結(jié)構(gòu)后，再涂覆含氟涂層，可***提升其超疏水性。

1. 物理方法（主要改變表面形貌）

• 激光燒蝕/刻蝕：使用飛秒或納秒激光在材料表面（如金屬、聚合物）***地“雕刻”出微米甚至納米級的孔洞、溝槽等結(jié)構(gòu)。這種方法精度高、可控性好，但設(shè)備昂貴、效率較低。

• 等離子體處理：通過等離子體轟擊材料表面，可以同時實(shí)現(xiàn)兩個效果：一是物理刻蝕產(chǎn)生粗糙度，二是引入含氟或含硅的基團(tuán)來降低表面能。這是一種干法處理，適用性較廣。

• 機(jī)械加工/壓?。菏褂镁哂形⒔Y(jié)構(gòu)的模具通過擠壓或熱壓印的方式在材料表面（特別是聚合物）復(fù)制出粗糙結(jié)構(gòu)。成本相對較低，適合大面積制備。

• 靜電紡絲：將聚合物溶液在高壓靜電場下紡成無序的納米纖維膜，這種纖維膜天然具有多尺度的粗糙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，是構(gòu)建超疏水表面的理想結(jié)構(gòu)之一。

2. 化學(xué)方法（主要通過化學(xué)反應(yīng)成膜或沉積）

• 溶膠-凝膠法：將金屬烷氧化物（如正硅酸乙酯TEOS）水解縮合，形成二氧化硅納米顆粒溶膠，然后通過提拉、噴涂等方式在基底上成膜。通過控制條件，可以在膜中形成多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。之后再用低表面能物質(zhì)修飾。

• 化學(xué)刻蝕：用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或氧化劑對材料表面（如金屬、合金）進(jìn)行選擇性腐蝕，從而產(chǎn)生粗糙的微觀結(jié)構(gòu)。例如，用鹽酸刻蝕鋁合金表面。方法簡單，但腐蝕條件和廢液需要處理。

• 化學(xué)氣相沉積（CVD）：在高溫或等離子體輔助下，使含氟、硅等前驅(qū)體氣體在表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并沉積成膜，?？尚纬杉{米線、納米草等結(jié)構(gòu)。

• 電化學(xué)方法（陽極氧化/電沉積）：

• 陽極氧化：主要用于鋁、鈦等金屬，可在其表面生成一層多孔的氧化鋁納米管陣列，結(jié)構(gòu)非常規(guī)整且易于控制。

• 電沉積：在電場作用下，將溶液中的納米粒子（如二氧化硅、氧化鋅）或?qū)щ娋酆衔锍练e到導(dǎo)電基底上，形成粗糙層。

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1. 構(gòu)建表面粗糙結(jié)構(gòu)

用物理法（噴砂、光刻、模板壓印）或化學(xué)法（溶膠 - 凝膠、電化學(xué)沉積、等離子體刻蝕），在材料表面形成微米 - 納米級凸起 / 多孔結(jié)構(gòu)（如類似蓮花葉的乳突結(jié)構(gòu)），減少水與表面的接觸面積。

1. 低表面能改性

在粗糙表面涂覆低表面能物質(zhì)，如氟化物（全氟烷烴、氟硅烷）、硅烷類（十八烷基三氯硅烷）或疏水聚合物（聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷），降低表面對水的吸附力。

1. 復(fù)合改性（最常用）

先構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行低表面能修飾，二者協(xié)同提升疏水性 —— 例如先通過噴砂讓金屬表面粗糙，再噴涂氟硅烷涂層，可使水接觸角＞150°、滾動角＜10°，達(dá)到超疏水效果。

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