仿生制备氧化锌纳米棒阵列超疏水表面 - 兰州大学.PDFVIP

第49 卷 第1 期 兰 州 大 学学报 （自然科学版） Vol. 49 No. 1 2013 年2 月 Journal of Lanzhou University (Natural Sciences) Feb. 2013 文章编号: 0455-2059(2013)01-0143-04 仿生制备氧化锌纳米棒 阵列超疏水表面 何金梅, 屈 孟男, 李 少兰 西安科技 大 学化 学与化 工学院, 西安 710054 摘 要: 通 过模仿 荷叶表面微观结构 和表面化 学成 分 的方法, 以玻璃 为基底在溶 液 中生 长 ZnO 纳米棒并 经表 面低 自由能化 修 饰, 从 而成 功制 备 了 ZnO 纳米棒阵列 超疏 水 表面. 经接 触角测 量仪 表征 , 该超疏 水 表面静 态 水 接 触角为 156 ◦, 扫 描 电镜 分 析 表明所 制 备 的ZnO 纳米棒均具有 100 nm 左右 的直径, 这种微 纳米 的复 合 结 构 是 赋予材 料表面 超疏 水 性 能 的主 要因 . 最后 采用 Cassie 模型对该超疏 水表面 的超疏 水 性 能进行了理 论分 析. 关键 词: 超疏 水 性; 接触角; 表面 自由能; 微 纳米 结构 中图分类号: O647 文献标识码: A Biomimetic fabrication of superhydrophobic surface by ZnO nanorod array HE Jin-mei, QU Meng-nan, LI Shao-lan College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China Abstract: A superhydrophobic surface was successfully prepared on glass substrate by mimicking the micro- structure of the lotus and was fabricated of ZnO nanorod array followed by surface fluorination. The contact angle meter showed the surface had a water contact angle of 156 ◦. Scanning electron microscopy (SEM) demonstrated that all of the nanorods had a uniform diameter of about 100 nm and the structures at the micro and nanometer scale bestowed the prerequisite roughness on the surfaces. The Cassie model was applied to an analysis of the theoretical superhydrophobicity. Key words: superhydrophobicty; contact angle; surface free energy; micro-structure 固体 表面 对于 液 体 的润 湿 性 (wettability) 又 效应”) 引起了材 料研 究者 们 的极 大 兴趣和 广 泛关 称浸 润 性, 是 固体 的一 个 非 常 重要的性 质, 在工 注[6−7]. 其中 ZnO 作 为一种宽禁带 半 导体 材 料, 在 业、农业 和 日常生 活 中发 挥 着 重要作 用[1−2], 如 微 光电材料、 感器、电容器、半 导体 激光器、荧光材 电子、印刷、 纸、交 通 乃 至新材 料的合 成 制 备 以 料、吸波 材 料以及 导电材 料等诸多 领域有 着 广 泛 及医 药、生 物芯片等