金屬耐腐蝕性與自修復研究

• 金屬超疏水表面因長期接觸腐蝕介質(zhì)易出現(xiàn)耐腐蝕性衰減，自修復超疏水表面成為當前研究熱點。其防護機制在于微納結(jié)構(gòu)與腐蝕介質(zhì)間的空氣層形成屏障，抑制電子遷移，較傳統(tǒng)噴涂（污染）或鍍膜（高成本）更環(huán)保經(jīng)濟。

減阻與減磨特性應(yīng)用

• 減阻機制：超疏水表面通過邊界層空氣滑移效應(yīng)減少流體阻力，適用于船舶、飛機節(jié)能場景。水下維持空氣墊技術(shù)是研究重點。
• 減磨耐磨：微結(jié)構(gòu)存儲磨屑/潤滑劑與低表面能協(xié)同降低摩擦系數(shù)，減少材料損傷。低黏附表面研究成熟，黏附性表面摩擦學成為新方向。

液滴操縱與功能化設(shè)計

• 親疏結(jié)合結(jié)構(gòu)：受沙漠甲蟲啟發(fā)，通過圖案化設(shè)計實現(xiàn)液滴選擇性輸送。低黏附表面可無損耗輸送液滴，高黏附表面可充當“機械手”操縱液滴。Wu等人通過曲率調(diào)控實現(xiàn)黏附性可調(diào)的智能表面，在傳感器、芯片領(lǐng)域潛力顯著。

油水分離與環(huán)保應(yīng)用

• 高效分離材料：超疏水材料親油疏水特性適用于燃油泄漏治理。Ma等人以木材為基底制備的復合材料油水分離效率達97%；Liu等人通過靜電吸附制備的棉織物分離效率97.8%；Mohamed等人開發(fā)的棉織物可循環(huán)利用且對硅油吸收率最優(yōu)。

3D打印技術(shù)突破

• FDM技術(shù)優(yōu)勢：熔融沉積成型技術(shù)因成本低、工藝簡單、耗材廣泛成為科研首選。通過調(diào)控PLA材料浸泡時間、修飾條件及SiO?含量，可實現(xiàn)潤濕性精準調(diào)控。
• 多場景驗證：
  • 優(yōu)化樣品經(jīng)形貌分析、耐水壓測試及油水分離實驗驗證性能。
  • 不同潤濕性樣品的水滴蒸發(fā)動力學研究揭示形貌、接觸角、體積變化規(guī)律。
  • 光固化樹脂多孔表面通過SiO?含量調(diào)控，經(jīng)油水分離、自清潔、結(jié)冰試驗驗證綜合性能。

技術(shù)展望：超疏水表面在軍事、生物醫(yī)學、遠洋運輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。通過機理研究深化特性認知，結(jié)合3D打印技術(shù)突破制備瓶頸，將推動其在各行業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用，服務(wù)人類社會發(fā)展。

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