超疏水性材料在智能家電行業(yè)中的應(yīng)用前景

（文章來源：智能家居網(wǎng)）

基于大自然賦予的靈感，科研工作者將這種神奇的“荷葉效應(yīng)”引入到材料領(lǐng)域。從目前的文獻報道來看，國內(nèi)外關(guān)于制備超疏水表面的相關(guān)理論研究和制備技術(shù)發(fā)展已逐漸趨于成熟，已經(jīng)利用多種方法制備出了多種性能優(yōu)異的超疏水性表面，主要涵蓋具有超疏水性能的薄膜、涂層以及織物等等。它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中都有著及其廣闊的應(yīng)用前景。

例如，將其應(yīng)用于石油管道中，可以防止石油對管壁的粘附，從而減少運輸過程中的損耗并防止石油管道堵塞；作為汽車、飛機、航空器等的擋風(fēng)玻璃，不僅可以減少空氣中灰塵等污染物的污染，還能夠使其在高濕度環(huán)境或雨天保持干燥；用于水中運輸工具，可以減少水的阻力，提高行駛速度；用于微流體裝置中，可以實現(xiàn)對流體的低阻力、無漏損傳送；用于微量注射器針尖上，可以完全消除昂貴的藥品在針尖上的黏附及由此帶來的針尖污染。基于超疏水材料的優(yōu)異性能及廣泛用途，設(shè)想將其應(yīng)用到家電設(shè)備上，有望解決困擾家電行業(yè)多年的技術(shù)難題。

當(dāng)今社會，空調(diào)已成為高度普及的家用電器。空調(diào)夏天制冷時，換熱器上會產(chǎn)生大量冷凝水，需要專門的排水管將其排到室外，這不僅降低了空調(diào)的能效比，而且容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，更為嚴重的是冷凝水會帶走大量能量，造成室內(nèi)的空氣濕度不斷減小，導(dǎo)致人們生活、工作的環(huán)境惡化。同樣，冬天制熱時，室外機換熱器會結(jié)霜，霜層的存在會增加換熱熱阻，降低傳熱系數(shù)，對換熱系統(tǒng)造成一定的危害。為了除霜不得不經(jīng)常停掉空調(diào)，這不僅浪費電能還容易出現(xiàn)制熱失效等各種故障。因此，防凝露和除霜控制是空調(diào)制冷行業(yè)方興未艾的研究課題。受到超疏水表面特殊結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，許多學(xué)者開展了超疏水抑霜的研究。

Liu［8］ 等利用磁控濺射技術(shù)制備了一種具有類似荷葉表面的微納米二元結(jié)構(gòu)的超疏水表面，水滴在超疏水表面上的接觸角高達162 °。對這種疏水表面上的結(jié)霜過程進行了實驗研究，結(jié)果表明增強表面疏水特性可以在一定程度上延緩初始霜晶的出現(xiàn)并影響霜層的結(jié)構(gòu)，但這一影響僅局限于結(jié)霜初期，一旦冷表面被霜層覆蓋，表面的疏水特性不再起任何作用。徐文驥［9］ 等采用中性電解液，通過電化學(xué)加工技術(shù)及氟化處理方法制備出鋁基體超疏水表面，接觸角達到160 °，滾動角小于5 °，并在其上進行了結(jié)冰和結(jié)霜研究。

結(jié)果表明：該超疏水表面經(jīng)過50 多次結(jié)霜、除霜后，仍具有很好的超疏水性能，表現(xiàn)出良好的重復(fù)性和耐久性；與普通鋁表面相比，鋁基體超疏水表面具有明顯的延緩結(jié)冰霜作用，霜晶先出現(xiàn)在四周邊緣處并逐漸蔓延到中間，霜層疏松，結(jié)構(gòu)脆弱，在外力作用下可輕松去除，但抑霜能力隨著冷表面溫度的降低而減小。由于部分超疏水表面在冷凝階段喪失疏水性從而喪失抑霜性能，大大地限制了超疏水表面在抑制結(jié)霜方面的潛力。納米結(jié)構(gòu)超疏水表面較好地解決了上述問題。
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