具有植物结构的超疏水金属表面的研究
文献综述
- 研究背景
当今社会科技的发展越来越迅速，各种生产生活对于材料的需求已经不再仅限于其基础的各种功能，而是希望同一种材料能有更高的实用价值，因此，各种各样的新型材料应运而生。近年来，研究人员发现：在各种工艺控制的基础上，能够将天然植物系统里面人类所需求的各类性能的结构组织直接复制保留其原结构形态而制备成新型材料。将大自然里的既有物种作为研究对象，制备保留其具有优异性能的组织结构的新型材料。这是设计和制备新型复合材料的一种新思路。
对于超疏水材料的研究过程更是如此，在自然界中存在着很多天然的超疏水材料，而当科学家们发现这些有着理想表面结构的植物后，便开始想方设法将其完美的结构人工制造出来，虽然采用人工方式制造超疏水表面发展的时间并不长，但他的发展速度十分迅猛，在不长的时间内就已经发展出了多种多样的方法。但是，各种各样的数种方法制造出来的人工表面都不能完全体现出植物表面的疏水性，也就是说这样的方法并不能完全满足现在社会的需求，而且有些方式所需原料太过特殊，制造要求过高，造价昂贵，这也就意味着这些方法不能应用于工厂中的大量生产，因此我们就需要更好、更简便的方式来制造有像粽叶、荷叶等那样叶片的超疏水性材料。
既然大自然中已经存在完美的结构，我们也就可以将他们当做模板来更为快捷的制造有超疏水表面的材料，这些有着超疏水表面的叶片，如荷叶、粽叶等都是经过了数万年的进化最终演化而来的，使用这样的生物模板来制造具有生物结构的材料，而无机材料具有稳定、耐高温、硬度高的特点，因此使用无机材料来取代曾经使用的纳米结构材料可以有效拓宽材料的适用范围，减少制造上的难度，为以后大规模生产奠定基础。
超疏水现象在自然界许多植物[1-3]中很常见，自然界中许多动物和植物都具有超疏水能力。如出淤泥而不染的荷叶，水黾能够漂浮站立水面而不下沉，蜻蜓震动翅膀而抖落灰尘和水珠。 在雨天，水滴一落到叶片上便凝聚成水珠自由滚动，并且在滚动过程中会吸附带走叶片表面的灰尘。故雨后这种叶片会因被雨水冲洗而变得一尘不染，这种现象即是“荷叶效应”。
图1 自然界中超疏水现象
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