研究发现,水黾腿部在水面会压出一个漩涡,而水面不被水黾腿穿透。经过扫描电子显微镜分析,水黾腿表面上定向排列着微米尺度的针状刚毛,每根刚毛上都明显有螺旋状的纳米尺度沟槽,从而构成了其特殊的微纳米复合阶层结构。因为空气会附着在针状刚毛空隙和刚毛上纳米尺度的沟槽里,在其表面形成稳定的气膜从而有效阻碍了水滴的浸润,能够具备超疏水特性获得高的表面张力而能够在水面上快速行赳17J 。除此而外,江雷研究小组和吉林大学杨勃教授还发现,蚊子的眼睛具有超疏水和良好的防雾性能【l 6’ ,即使在潮湿的环境中亦能保持清晰的视觉。通过研究后发现,其原因在于蚊子眼睛上的微米乳突及其上六角形紧密排列的纳米结构如图1.2所示。同时研究者还通过模拟这种微纳米复合结构,利用软刻蚀的方法得 纳米颗粒惨饰的静电纺si 02纤维膜的柔韧性和自清洁性能研究09级硕士论文到人造复眼。(a)( b)图1-2水黾腿部和蚊子复眼的微纳米阶层结构116' 17l1.3超疏水理论1.3.1接触角理论一般而言,润湿性是通过测量液体在固体表面的接触角来衡量的,通常将接触角小于900的固体表面称为亲水表面,大于900称为疏水表面。接触角是固、液、气界面间表面张力平衡的结果,液滴的平衡使体系总能量趋于最小【201,液滴在固体表面上处于稳定状态。Y0m l g通过对物质表面亲、疏水性的深入研究,揭示了在理想表面上,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,提出了著名的杨氏方程:co∞=qs0SE) qE∽式中Ys,YsE,丫E分别为固.气、固.液、液.气间的平衡表面张力(N /m ),0是固体表面的本征接触角( o) ,如图1.3所示液体除了受三相线上各种表面张力的影响外还受重力的作用,只有当液滴足够小时,g可忽略不计。因此当液滴尺寸处于毫米到微米尺度时,液滴可近似为一个球冠。B空气固体C 纳米颗粒修饰的静电纺SIO :纤维膜的柔韧性和自清洁性能研究09级硕士论文图1.3光滑表面上的液滴形态但是Young’ s方程只适用于理想固体表面,理想表面是指固体表面组成均匀、平滑、不变形和各向同性,很显然这种表面几乎不存在。而对于粗糙的固体表面,其表观接触角和本征接触角存在一定的差值,认为粗糙表面上固液实际接触面积大于表观接触面积,并假定液滴完全进入到表面粗糙结构的空腔中,因此必须考虑粗糙度对疏水性能的影响【211。...