超疏水

具有超疏水性能的仿生表面被誉为防污技术的有效候选者。然而，物理接触时大面积掌握、图案化和图案崩溃的局限性是海洋和医学实际应用的瓶颈。本研究利用Mor photonics公司的自动化Portis NIL600工具，采用辊-板纳米压印( R2P NIL )工艺，利用硅基主模制备的可重复使用的中间柔性印章复制高宽比( 5.0 )微结构。在聚碳酸酯( PC )和聚对苯二甲酸乙二酯( PET )箔片基片上，采用Mor Photonicics公司的两种室内紫外光固化树脂，复制了具有8条条纹支撑体( C-RESS )微结构的微柱( PIL )和圆环。将图形质量和表面润湿性与常规的聚二甲基硅氧烷( PDMS )软光刻工艺进行比较。研究发现，R2P NIL复制的PIL和C-RESS模式的高度与模式设计的偏差分别小于6 %和5 %。此外，印迹PIL和C - RESS的表面润湿性分别为超疏水疏油型和疏水疏油型，对C - RESS的微观结构具有良好的鲁棒性。因此，R2P NIL工艺有望成为大规模抗污染C-RESS微结构制备的一种有前途的方法。

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，并采用溶液浇铸法制备了三元纳米复合材料。分级ZnO NRs为单晶，平均宽度40 ~ 50   nm，平均长度\u003c 1  μm，纤锌矿结构，在[ 0001 ]晶向外露出点。这些NR被修饰在\u003c 2   nm厚的GO片层上，具有纳米级的尺寸、形貌和几何构型。将PDMS / GO - ZnO三元纳米复合材料通过水化固化干燥。考察了分散在PDMS树脂中的不同浓度GO-ZnO杂化纳米填料对阻隔性能和防腐性能的影响。研究了纳米复合涂层的表面特性，包括自由能、超疏水、化学不均匀性和微纳米粗糙度。将碳钢作为相对浸泡表面，在3.5 % NaCl溶液中进行Tafel极化曲线、电化学阻抗谱、开路电位等电化学实验。对涂层试样进行500   h的盐雾试验，研究其耐腐蚀性能。结果表明，添加质量分数为1  %的GO-ZnO杂化纳米填料的有机硅复合材料具有优异的涂层性能。该复合材料表现出较强的超疏水和粗糙度，水接触角为151°，具有一定的耐腐蚀性。因此，所设计的PDMS / GO-ZnO三元纳米复合材料具有优异的超疏水和防腐性能，可用于下一代防腐涂料的设计。

超疏水膜可用于油水乳状液的分离、膜蒸馏和膜冷凝。然而，超疏水膜的大规模制备方法的缺乏阻碍了其广泛应用。这里，我们提供了一种简单的同轴静电纺丝方法来制备超疏水膜，用于油包水乳液的超快速分离。在高压电场作用下，聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复的聚偏氟乙烯( PVDF )纳米纤维和带有PVDF纳米球的PDMS微球在静电纺丝过程中集成在一起。此外，还设计了具有选择性层的非对称复合膜来降低传质阻力。因此，所制备的非对称复合膜具有超快的渗透性能，优异的分离效率约为99.6 %，优于以往报道的大多数先进膜。最重要的是，该膜最大可达770 cm2，可连续制备，且可通过剪裁滚轮受体方便地进一步放大，在油水乳状液分离中显示出很强的应用前景。

通过光刻/胶体光刻制备了几种具有人工精细可控微/纳米分级结构的环氧热固性( ET )复合涂层，并将其应用于防腐领域。首先，通过常规光刻工艺制备了间距可控、微尺度圆柱结构宽度可控的硅片。随后，在先前硅片表面光滑洁净的表面用微尺度圆柱体制备纳米尖端，通过胶体光刻技术生成纳米尖端。此外，以聚二甲基硅氧烷( PDMS )为软负模板，采用纳米铸造技术复制ET涂层。对所制备的硬硅模板和ET涂层的表面形貌和接触角( CA )进行了鉴定。水滴在具有生物诱导微/纳米分级结构的ET涂层上的CA为160°，说明该涂层比具有独特表面结构的ET涂层具有更高的疏水性。对所制备的具有/不具有显著结构的ET涂层的防腐研究表明，对于短期和长期的研究，BET涂层的冷棒钢( CRS )电极比其他ET涂层具有更好的防腐性能。这种精细可控的微/纳米结构涂层工艺为进一步创新研究腐蚀防护方法和材料设计打开了大门。

利用气相二氧化硅( FS )的高比表面积和支化结构，结合聚二甲基硅氧烷( PDMS )的疏水性能和聚氨酯( PU )的强韧性，可制备具有分级结构和增强功能的PDMS- PU和FS接枝涂料。FS的结构特性会增加超疏水性能，其开支状特性会提供透气性，采用在PDMS-PU涂层上方仅含FS层的分层涂复方式会产生互锁性和强耐磨性，从而形成一种在过滤和个人防护设备( PPE )中具有潜在应用前景的多功能涂层。憎水性是通过水接触角和润湿阻力的测量来衡量的。通过研究不同磨损周期后涂层织物的纤维形态和疏水性，比较涂层织物的耐磨性。空气流量与压降实验用于测量透气性。利用红外光谱研究了基底/组分之间的相互作用机理，通过调控基底、FS和PDMS- PU之间的相互作用，可以制备出一种具有超疏水、强耐磨性和良好透气性的新型分层涂层，从而提供了一种多功能、独特的涂层平台。

假说气相二氧化硅( FS )的高比表面积和支化结构可以与聚二甲基硅氧烷( PDMS )的疏水性能和聚氨酯( PU )的鲁棒性协同开发，创造具有层次结构和增强功能的PDMS- PU和FS接枝涂层。FS的结构特点增加了超疏水性能，其开支状特性提供了透气性，在PDMS - PU涂层上采用一层FS层的方法，可以形成互锁性和强耐磨性的涂层，在过滤和个人防护设备( PPE )中具有潜在的应用价值。憎水性是通过水接触角和润湿阻力的测量来衡量的。通过研究不同磨损周期后涂层织物的纤维形态和疏水性，比较涂层织物的耐磨性。空气流量与压降实验用于测量透气性。利用红外光谱探讨了基底/组分之间的相互作用机理。结果通过调节基底、FS和PDMS-PU之间的相互作用，可以制备出一种具有超疏水、耐磨损和透气性的新型分层涂层，从而提供了、独特的涂层平台。

一般来说，精心设计层次化的微纳结构总是要付出高昂的成本和复杂的程序，如激光光刻和等离子体刻蚀。在此，我们发展了一种新的策略，通过一种更灵活的自底向上方法在铜网上原位制备由纳米晶须-纳米线分级结构构筑的蘑菇状结构。通过调整相应的合成条件，最终的形貌得到高度的控制。静态接触角为151.8°，滑动角为3.6°的超疏水铜网对日常饮品和污物的污染具有优越的防污和自清洁性能。通过引入聚二甲基硅氧烷( PDMS )，在pH   =  1   ~  14溶液和3.5   wt % NaCl溶液中，超疏水网片的耐温性能可大大延长24   h以上。此外，超疏水铜网具有优异的阻力性能，航行速度高达25.38   cm   s-1，在水中具有较大的承载能力( 7.34倍)。因此，所制备的网格具有巨大的潜力，可以作为具有高航速的船舶航行器，在极端环境下表现出令人满意的容差性。预计这项研究将为通过可管理的自下而上方法来阐述固体表面的层次结构铺平道路。

轻质多功能的高电磁干扰( EMI )屏蔽性能复合材料已成为EMI屏蔽材料领域的主要发展方向。本研究旨在通过简单绿色的化学镀银( Ag )和聚二甲基硅氧烷/ SiO2 ( PDMS / SiO2 )涂层方法，制备出具有高EMI屏蔽特性的轻质三聚氰胺-甲醛基复合材料( SiO2 @ Ag @ MF )泡沫。结果表明，SiO2 @ Ag @ MF泡沫具有优异的EMI屏蔽性能，其最大屏蔽效能( SET )为65   d B，低密度( 0.014 ~ 0.019   g / cm3 )，高比屏蔽效能( SSET )为3439   d B   cm3 g-1，这是由于开孔多孔结构和高导电镀银骨架造成的。同时，由于PDMS和SiO2涂层的存在，复合泡沫具有超疏水、防腐和抗疲劳等性能。

柔性钙钛矿太阳能电池( PSCs ) ( FPSCs )由于其在低温下的溶液可加工性，在廉价和便携式的应用中具有巨大的潜力。因此，必须防止器件暴露在各种液体以及氧气和水蒸气中，从而降低其性能。通过微调其固体表面能，可实现具有拒液性能的密封层。但是，由于薄膜还应该与器件的加工和机械柔性兼容，很少有尝试与柔性PSCs一起使用的报道。在本研究中，我们发展了一种基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的封接层，该封接层由弹簧尾翼角质层激发的超疏水微结构组成。与该层密封的柔性PSCs显示出对各种液体的拒液能力，包括雨水、海水和有机溶剂。即使在去离子水和γ丁内酯 暴露后，经过1万次重复弯曲循环，弯曲半径为4   mm，光伏性能仍保持不变，表明结构与柔性器件的优良兼容性。作为柔性PSCs应用的首次报道，这项工作表明，基于弹簧尾翼的PDMS结构是一种很有前景的柔性户外光电应用的密封技术。

虽然一些开创性的工作已经证明了超疏水和光热效应相结合产生非接触式Marangoni推进的可行性，但仍存在界面结合力强、结构设计多功能和耐久性高等挑战。本文采用简单的两步喷涂法制备超疏水多功能氟化酸化碳纳米管( F-ACNTs ) / Fe3O4纳米粒子/聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层。Fe3O4纳米颗粒和F-ACNTs的引入不仅改善了涂层的表面粗糙度，而且赋予涂层优异的磁性能和光热转换性能。PDMS可以降低表面能，改善纳米填料与基体(滤纸)的界面粘结性能。当材料经历磨损、近红外( NIR )光照射和酸处理后，超疏水性能得以保持，表现出优异的耐久性。高稳定性超疏水涂层引入了一层薄的空气来减小滤纸与水面之间的拖曳力，可用于控制自驱动光驱动运动和磁驱动运动。可以通过调节入射NIR光和磁场的方向来操纵运动。特别是基于超疏水和超亲油涂层的执行器，可以利用磁铁进行高效除油，很容易地被驱动到水面的油污区域。该工作为开发智能多响应执行器提供了一种简单通用的策略，在环境保护、微型机器人、生物医学等各个领域具有广阔的应用前景。