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仿生纳米超疏水表面的研究进展 王利。王金良·周 博 (北京航空航天大学物理系，北京100083) 摘 要：本文首先简述了超疏水性表面的基本原理，并介绍了对自然界中荷叶、水 黾等具有超疏水表面的微结构和机制进行的研究，这些研究为仿生制备超疏水表面 提供了指导。进而从构建表面粗糙结构的方面，对近年来人工构建超疏水表面的研 究成果作了概括。 关键词：超疏水；接触角；纳米结构l浸润性 ofBionic Surfaces DevelopmentSuper-hydrophobic Lio ZhouBo Wang WangJinliange of of 100083) (DepartmentPhysics，BeijingUniversity of surfacefirst Abstract：Inthis basic are paper，theprinciplessuper—hydrophobic outlined．Theresultsfromthestudieson10tusandwaterstriders a provideguide for bionic surfaces．Accordingly，recentprogresses preparingsuper—hydrophobic on artifical surfacesarereviewedfromthe constructingsuper—hydrophobic aspectby a structureona surface． creatingrough Keywords：super—hydrophobic，contact 1 引言 近年来，超疏水性表面(与水的接触角大于150。的表面)由于在工农业生产、国防建设 及日常生活中具有广阔的应用前景[1]，引起了人们的广泛关注。作为一种功能材料在各领域 有着很高的应用价值。用于建筑物，防雾防霜，可免去人工清洗；用于纺织品，不沾油污， 不用洗涤；用于通信设备，可保证高质量的接受信号；用于船舰设计，可相对提高航行速 度，同时显著节省燃料消耗；在生物领域[2]，无损失液体输送[3]及抗氧化等方面也具有很大 的应用潜力。 来自大自然的生物往往成为人们思维、灵感和设想的“模特儿”，在超疏水表面研究方 面，人们通过模仿生物的结构、形态、功能并从中得到启发，找到解决问题的途径和方案， 取得了丰硕成果。目前人们对超疏水材料做了广泛的研究，提供了形成新的超疏水材料的可 能性，而且提出了制备这类功能材料的方式方法，这些成果是人类智慧与自然规律的合成结 果。本文就近年来在超疏水表面研究方面取得的成果作了一番回顾。 2理论基础 对于理想的光滑表面(如图1所示)，YoungE妇通过对物质表面亲水、疏水性的深入研 究，揭示了当液滴达到平衡时各相关表面张力与接触角之间的函数关系，可由杨氏方程来 O作者简介：王利，1982年生，女，在读硕士研究生。 O通讯作者I王金良，E-mail；wangjinliang@buaa．edu．cn。 81 2006年材料科学与工程新进展 描述：