自然界中的超疏水现象

　　超疏水材料的研究最初源于从自然界得到启发而展开的仿生学工作。科学家观察了大自然中各种美丽的花瓣、多彩的动物翅膀和拥有“水上漂”本领的各类水生动物，均发现类似的超疏水现象。以蝴蝶为例，它之所以能在雨中自由起舞而不怕被雨淋湿，得益于其超疏水特性的翅膀。研究者发现在蝴蝶翅膀的表面整齐排列着同方向的鳞片状微结构。这一特殊的纳米级别的微观结构导致蝴蝶翅膀对水滴具有发散性的排斥性质，即允许其上面的水滴从某一个方向滚走，而在其他方向上则难以滚动。

超疏水涂料的功能

■自洁：抗水和油的污染，干燥无菌。用点水或者气流，就可以去除表面的灰尘和污垢

■防污染：灰尘污垢，水及含有细菌或辐射液体的污染会大大减少或消除

■抗腐蚀：水及空气中的水汽没有真正接触表面，所以可以大幅度降低对物体的腐蚀

■防冻: 物体表面干燥没有水分，所以不会结冰

■防潮：保持物体干燥，水等很多液体难以被吸收

■疏水角>150 度，疏油角>150 度，滚动角<5 度

■工作温度从零下-30°，到零上 150°

　　（1）自清洁。当超疏水涂层表面倾斜时，即使角度很小，水滴也很容易从其表面滚下并带走污染物，从而实现自清洁和抗污特性。以炭黑粉末模拟灰尘颗粒并均匀地散布超疏水涂层表面，当一系列水滴从喷嘴中释放，略微倾斜则水滴带起尘粒一同滚落，结果表面干净如初。

　　（2）防冰雾。由于超疏水基体的自身孔隙及其与水滴之间夹杂着空气，水滴在超疏水涂层表面的粘附力极小，这使得水滴在其表面不易滞留，且对结冰起到了明显的延缓作用，因而低温条件下超疏水表面具有较好的除冰防雾性。

　　（3）油水分离。由于超疏水材料对于水与油具有完全相反的浸润性，它可以吸收油水混合物中的油污并疏离水分，因而有望在油水分离领域大显身手，例如海上溢油事故这些典型场景。如图5所示，当组成为十六烷和水的油水混合物被倾倒在玻璃容器的滤膜之上时，对于经超疏水处理的滤膜，油相顺利滤过进入容器，而水相则阻隔于滤膜之上；相比之下，对于未经处理的原始滤膜，油相和水相均顺利透过进入容器。这一结果表明，经超疏水涂料处理的滤膜可以实现油水混合物的简易快速分离。此外，该体系在高温、高湿、强酸/碱性和机械力等极端环境条件下依旧能保持稳定的超疏水性和高分离效率。

超疏水涂料的应用

       将超疏水涂料加工研制成超疏水喷雾剂，广泛应用于航天军工、交通、农业、建筑、医疗、日用纺织等领域，在透明玻璃表面也可以形成透明光滑的超疏水涂层。