超疏納米材料的原理及應(yīng)用介紹
時(shí)間：
陳才洋
2023-09-18
超疏原理
日常生活中的“荷葉效應(yīng)”（圖a，b所示），是指水滴能從荷葉上滾落從而帶走表面污染物的現(xiàn)象，這就是所謂的超疏效果。水滴在荷葉上表現(xiàn)出的高接觸角和低滾動(dòng)角正是由這種微/納米層次結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用引起的。
現(xiàn)有研究表明，表面能以及表面粗糙結(jié)構(gòu)共同決定了固體表面的潤(rùn)濕性好壞，一般來(lái)說(shuō)，表面自由能越低，液滴在材料表面的接觸角也就越大，然而，含氟材料作為表面自由能很低的物質(zhì)，水滴在其表面的接觸角也只有120°左右，可見(jiàn)僅僅通過(guò)降低表面自由能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)表面超疏水，而且相對(duì)于水而言，油的界面張力更小，所以更容易潤(rùn)濕固體表面，因此制備超疏水/超疏油表面除了需要降低表面能外，還必須設(shè)計(jì)合適的粗糙結(jié)構(gòu)。
（a）荷葉表面形成球形的水滴；（b）荷葉表面的微納結(jié)構(gòu)SEM圖
超疏材料應(yīng)用
結(jié)合超疏材料的作用原理，日津開(kāi)發(fā)出了具有合適比例的微/納米雙層結(jié)構(gòu)的超雙疏納米溶液，并使用在日津的ePTFE膜材上，很好的滿足了客戶疏水疏油的需求，尤其是某些使用場(chǎng)景下，可以防止油滴粘掛，保持界面充分防油、隔油（圖c、圖d所示）。
經(jīng)超疏處理過(guò)的ePTFE膜材產(chǎn)品，具有以下特性：
- 水接觸角＞150°，甘油接觸角＞130°，甘油滾動(dòng)角＜5°。
- 安全環(huán)保，不含PFOA，PFOS,通過(guò)ROHS等環(huán)保測(cè)試。
- 特殊的分子結(jié)構(gòu)，與ePTFE基材有較好的附著力。
- ePTFE膜材仍保持一定的透氣量。
（c）水、甘油在超疏膜材上的接觸角（d）甘油在超疏膜材上的球形效果
除了在電子煙的疏油應(yīng)用，超疏材料還可以與納米網(wǎng)紗結(jié)合（圖e），其產(chǎn)品應(yīng)用于pad的喇叭出聲孔位置，高端筆電的喇叭出聲孔和鍵盤(pán)位置，使喇叭、鍵盤(pán)免受水，茶，咖啡，牛奶，酒精、灰塵、鐵屑等腐蝕性物體的侵害。在喇叭出聲孔位置保證高透氣的前提下，使其具備超低聲損，保證了高音質(zhì)。
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