超疏水

有效的油水分离是一个持续的追求，不仅是为了科学研究，也是为了工程应用，因为溢油正在造成当前海洋环境的极大污染。本文报道了一种超疏水涂层网状结构，该涂层由氟化硅( F-SiO2 )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )组成，显示了对各种有机液体优异的油水分离能力。F-SiO2的引入可以很好地诱导一定程度的微观粗糙度，从而产生显著的拒水效果。所制备的涂层表现出较强的超疏水性能，水接触角达到155.9°±1.0°，在此基础上重点讨论了聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET )网孔材料(作为基底)的孔径大小，对各种有机液体的油水分离效率高达98 %。同时，在物理模型的辅助下，证实了孔径与有机液体之间存在力学关系，其主要内涵是有机液体表面张力与几何力学的匹配问题(由超疏水涂层网的孔径引起)。本工作研究超疏水涂层网状结构材料对各种有机液体的尺寸效应，有利于设计制造理想的油水分离材料。

三维( 3D )微结构阵列( MSAs )通过提供超疏水表面、细胞相互作用的形貌和光学衍射等，在材料科学和生物医学领域得到了广泛的应用。这些性能可通过微结构形状、尺寸、锥度和长径比的工程调整。然而，目前的制备方法往往过于复杂、昂贵或低通量。在这里，我们提出了一种利用双曝光光刻( DEL )和软光刻技术制作锥形三维MSA的低成本方法。DEL用条状图案的薄膜掩模曝光SU-8光刻胶两次。面罩在曝光量( 90°或45° )之间重新定向，形成双曝光区域阵列。两种曝光的强度分布重叠，在未曝光区域形成了一个3D超切微袋阵列。将这些微袋复制到聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的DEL- MSAs中，通过改变DEL参数(如曝光能量、曝光间等待时间和光掩模重取向角)来调节DEL- MSAs的形状和尺寸。进一步，我们对我们的DEL- MSAs的各种性质进行了表征，并研究了它们的形状和尺寸的影响。与普通PDMS表面相比，所有DEL - MSA均表现出光学衍射能力，疏水性增强。根据MSA的形状和长径比可调节疏水性和衍射角。在所制备的5种MSA中，两个最高的DEL- MSA表现出超疏水特性(接触角\u003e 150° )，此外，这些最高的结构还通过微接触印刷和直接培养分别表现出~ 6 - 7μm分辨率的模式化蛋白和哺乳动物细胞。

具有超疏水性能的聚合物纳米纤维复合材料在化学气相传感或油水分离等领域具有广阔的应用前景，但开发既能实现有机溶剂气相检测，又能实现高分离通量和优异可回收性的油(有机溶剂) /水分离的超疏水、防腐、耐用纳米纤维复合材料仍具有挑战性。通过在聚氨酯纳米纤维上修饰具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )并对聚二甲基硅氧烷( PDMS )进行改性，制备了一种柔性、可拉伸、超疏水/超亲油纳米纤维复合膜。CNFs与PDMS的结合大大提高了膜的拉伸强度和杨氏模量，同时不牺牲膜的可伸展性。双聚合物纳米纤维和CNF网络有利于化学气相或液体向膜内扩散，因而可用于高性能化学气相传感和油水分离。该纳米纤维复合材料对不同有机蒸气反应灵敏，检出限低，选择性好。同时，该材料可实现油(二氯甲烷)渗透通量高达6577.3 L m-2 h-1的快速油水分离。此外，在30次油水分离试验中，分离通量和分离效率保持稳定，具有良好的可回收性。

利用从蜡烛火焰中收集到的廉价蜡烛碳烟纳米颗粒( CS NPs )制备超疏水涂层是一个非常新颖的研究课题。通过孔径为̴ ~ 300 nm的不锈钢网收集小于30 nm的烛烟颗粒。将CS NPs和聚二甲基硅氧烷( PDMS )在氯仿中的最佳悬浮液喷洒在洁净的玻璃基底上，100℃干燥1 h。在氯仿中喷涂100 mg CS NPs和0.3 mL PDMS悬浮液，得到水接触角̴ 173 °、滚动角̴ 4 °的涂层表面。通过手指擦拭、水射流撞击、滴水、胶带和砂纸磨损试验研究了超疏水涂层的稳定性。结果表明，悬浮液中最佳100 mg CS NPs制备的涂层在水射流击打和滴水试验下稳定。超疏水性能被破坏了四个循环的胶带剥离和七个循环的砂纸磨损试验。涂层基材表现出良好的自清洁性能。制备的涂层具有较高的拒水性和自清洁性能，可用于工业应用。

摘要\n利用从蜡烛火焰中收集到的廉价蜡烛碳烟纳米颗粒( CS NPs )制备超疏水涂层是一个非常新颖的研究课题。通过孔径为̴ ~ 300 nm的不锈钢网收集小于30 nm的烛烟颗粒。将CS NPs和聚二甲基硅氧烷( PDMS )在氯仿中的最佳悬浮液喷洒在洁净的玻璃基底上，100℃干燥1 h。在氯仿中喷涂100 mg CS NPs和0.3 mL PDMS悬浮液，得到水接触角̴ 173 °、滚动角̴ 4 °的涂层表面。通过手指擦拭、水射流撞击、滴水、胶带和砂纸磨损试验研究了超疏水涂层的稳定性。结果表明，悬浮液中最佳100 mg CS NPs制备的涂层在水射流击打和滴水试验下稳定。超疏水性能被破坏了四个循环的胶带剥离和七个循环的砂纸磨损试验。涂层基材表现出良好的自清洁性能。制备的涂层具有较高的拒水性和自清洁性能，可用于工业应用。

无空穴传输层( HTL )和金属接触的低成本碳基钙钛矿太阳能电池( C- PSCs )具有很好的市场前景。然而，与传统PSCs相比，效率较低，在水分通过多孔碳电极的渗透过程中不稳定，以及从装置玻璃一侧接收紫外线( UV )光仍然是挑战。本文采用数值模拟和实验相结合的方法，在无HTL的C- PSCs玻璃表面构建了一个包含TiO2 / SiO2 / CeO2多孔纳米材料的多功能三层结构体系，通过引入紫外光的阻挡和超疏水特性，提高了细胞的减反特性和长期稳定性。此外，由于TiO2的光催化自清洁作用，该体系对环境污染物具有良好的耐受性。一种超疏水碳背接触还被用来夹在两个超疏水表面之间的钙钛矿活性层，进一步增强器件的抗湿性。聚二甲基硅氧烷( PDMS ) -TiO2 / SiO2 / CeO2 /玻璃/ meso-TiO2 / MAPbI3 /超疏水碳构型器件在无HTL的C- PSCs中的效率为16.60 %，在50  ℃的紫外光和相对湿度为90 %的条件下具有优异的长期稳定性(保持初始效率的98.5 %不封装)。

太阳能驱动的界面蒸发作为一种非常有前景的解决淡水短缺危机的海水淡化技术受到了广泛的关注。然而，长期太阳能海水淡化过程中的盐垢和稳定性差，严重阻碍了太阳能蒸发器的应用。此外，报告的蒸发器大多依赖昂贵的材料和复杂的制备工艺。这里，我们报道了一种简单制备聚二甲基硅氧烷/碳纳米管( PDMS / CNTs )改性三聚氰胺太阳能蒸发器的方法，用于高效蒸汽的产生和脱盐。弹性太阳能蒸发器具有( i ) PDMS相分离形成的骨架粗糙的大孔网络、高太阳吸光度( 99 % )和优异的光热性能、低热导率( 0.032   W   m-1 K-1 )和( iii )独特的润湿性(疏水上表面和亲水下部分)。因此，蒸发器的蒸发速率为1.44   kg   m-2 h-1，在1太阳光照下，去离子水的太阳能蒸发转换效率为84 %。有趣的是，蒸发器对盐水的太阳能蒸发性能与去离子水相当。此外，由于蒸发器快速补水，蒸发器在长期连续太阳能海水淡化过程中表现出优异的耐盐性和稳定性。由于蒸发器的优点和制备方法简单，蒸发器可能在太阳能海水淡化中找到实际应用。

太阳能驱动的界面蒸发作为解决淡水短缺危机的一种非常有前途的海水淡化技术受到了广泛的关注。然而，长期太阳能海水淡化过程中盐污和稳定性差，严重阻碍了太阳能蒸发器的应用。此外，报告的蒸发器大多依赖昂贵的材料和复杂的制备工艺。在此，我们报道了一种简单的聚二甲基硅氧烷/碳纳米管( PDMS / CNTs )改性三聚氰胺太阳能蒸发器的制备，用于高效的蒸汽产生和脱盐。弹性太阳能蒸发器的特点是：( 1 )由于PDMS的相分离，具有粗糙骨架的大孔网络；( 2 )具有较高的太阳吸光度( 99 % )和优异的光热性能；( 3 )具有较低的热导率( 0.032-1K-1 )；( 3 )具有独特的润湿性(疏水上表面和亲水下表面)。因此，蒸发器在1太阳光照下对去离子水进行太阳能蒸发，蒸发速率为1.44 kg m-2 h-1，太阳能-蒸发转换效率为84 %。有趣的是，与去离子水相比，盐水蒸发器具有相似的太阳能蒸发性能。此外，由于蒸发器快速补水，蒸发器在长期连续太阳能海水淡化过程中表现出优异的耐盐性和稳定性。由于蒸发器的优点和制备方法简单，蒸发器可能在太阳能海水淡化中找到实际应用。

我们报道了一种简单设计的ZnO纳米棒修饰的聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /氧化石墨烯纳米片三元纳米复合材料( GO-ZnO NRs )，作为一种优异的超疏水防腐涂料应用于钢铁基体。采用一步化学浴沉积法制备了GO-ZnO杂化纳米填料，并通过溶液浇铸法制备了三元纳米复合材料。分级ZnO NRs为平均宽度40 ~ 50   nm的单晶，

通过简单的两步改性路线合成了聚二甲基硅氧烷改性SiO2 /有机硅溶胶( PDMS-SiO2 / SS )杂化涂层。利用二氧化硅和过量的PDMS，通过高温脱水反应合成了PDMS-SiO2纳米粒子( NPs )。纳米颗粒相互搭接，形成分支和卷曲结构。添加有机硅溶胶( SS )作为基底引入疏水基团，保护了纳米粒子的结构。PDMS-SiO2 / SS杂化涂层具有超疏水性能，最大水接触角为152.82 °，在冰箱蒸发器上进行了结霜试验，结果表明，该涂层不仅延缓了结霜时间约113 min，而且增加了结霜层处理时间。同时，除霜水滴易从涂层表面脱落，有利于下一个制冷循环的抑霜性能。