超疏水如何实现

与独爱莲之出淤泥而不染，浊清涟而不妖，相信许多人都听过这句话。在我们的印象中，荷叶表面也同样是洁净无比， 当水滴落在叶面上时，并不会浸润其中，而是形成圆圆的水珠，在叶片上滚来滚去，颇为有趣， 这就被称为荷叶效应。那么荷叶为什么会有如此神奇的能力呢？ 就让我们从微观世界一探究竟。将荷叶放大五百倍进行观察，就会发现其表面并不像肉眼看到的那般光滑，而是分布着一个个小的凸起乳突，它们的平均尺寸接近十微米，平均间距在二十 微米左右。再将其中一个乳突放大到一万倍时，就能看到乳突上面还分布着密密麻麻的棒状蜡质晶体，他们的长度接近一微米，直径则在一百纳米左右。 也就是说，在荷叶表面存在着微米纳米的双重结构。正是这种微纳结构决定了荷叶的疏水性质。 乳突之间的凹陷部分充满了空气，水滴的直径约为一至二毫米，远大于乳突的尺寸。所以当水落下时，仅会与乳突的顶端有些许接触，而不会浸润到荷叶表面。 又因为表面张力的作用，水就会形成球状，并在叶面上滚动，同时带走叶面上的灰尘。 在自然界中，还有许多生物有着超疏水的能力，例如蝴蝶的翅膀、谁免的腿等等，将它们在显微镜下放大一定倍数，都能观察到与荷叶类似的微米纳米结构。 通过查阅文献，我们发现利用气象二氧化硅的乙醇悬浮液得到的涂层具有与荷叶类似的微纳结构。再将清水的抢机通过改性，结合输水的厅机，模拟荷叶的输水蜡质，两者共同作用就可得到超输水涂料。 实验部分称取两克亲水性气象二氧化硅， 加入五十毫升甲粉， 加入一点五克二甲肌十八丸几率归丸， 搭建回流装置， 通入冷凝水， 在一百摄氏度下搅拌回流三小时，烘干后得到疏水性二氧化硅颗粒。在水中分别加入改性前后的二氧化硅 颗粒，可以看到差别明显。用乙醇分别溶解输水与清水，二氧化硅涂在玻璃片上，干燥后用滴管滴水进行效果演示。可以看到水滴在改性后的二氧化硅表面上形成一颗颗水珠， 而在改姓前的二氧化硅表面迅速分散，无法成型。 为了更好地突出疏水效果，我们在多次尝试后确定了溶液配比以及实验材料。 在五十毫升无水乙醇中加入一克疏水性二氧化硅，将纸巾浸泡在溶液中，三分钟后取出纸巾 摊平放入烘箱烘干， 干燥过后，水珠就能在平时用来吸水的纸巾上快速地滚落了。此外，这种输水涂料还能运用于各种材料上，将它们变成一块块画布。 那么接下来就是制作颜料了。将紫包菜撕成小块，放入开水中， 水的颜色不断加深，这是由于紫包菜中的花青素被提取出来了，这是一种天然的酸碱指示剂，只需要日常使用的醋和小苏打就能使其变色。 在清离子或清养根离子作用下，花青素发生化学反应所呈现的颜色也随之变化。 在不同 ph 值下，花青素可以有多种颜色，可以根据个人喜好，利用酸与碱调出喜欢的颜料。接下来就可以在画布上尽情发挥想象力，画出一幅幅独特的画了。 也可以通过减脂的形式，利用清水与输水的差异，达到滴水成化的奇妙效果。 将输水纸巾压入水中，却是出水而不沾湿， 还可以把图 要涂在彩纸刀上，感受抽刀断水的乐趣。 同时，为了进一步科普滚动脚这一概念，我们利用输水涂料把平衡迷宫改成了输水迷宫，把铁球换成了水珠，让大家在游戏中感受抄输水带来的小滚动脚。

没有喷涂的基材板表面没有任何疏水效果，用热风枪吹干水痕，准备喷涂万贯超舒涂料， 先沿水平方向喷涂两遍， 再沿垂直方向喷涂两遍， 为了超疏涂层快速干燥，用热风枪吹干。现在基材表面已经具有超疏水疏油效果了，我们来测试一下现在的基材表面疏水效果拉满了。

超出水是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方， 还可以放在金属表面，防止外界的腐蚀。目前我们定义超疏水材料表面稳定接触角要大于一百五十度，滚动接触角小于十度。新型超疏水材料运用将十分广泛， 远洋轮船可以达到防污防腐的效果。用于微量注射系针尖，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的粘附及由此带来的对针尖的污染。这色实验将展示如何自行制备超疏水表面。 本次实验材料有绿纸蜡烛、铝板、三角架、红墨水、硫酸铜溶液、蒸馏水及火柴。 将铝板用蒸馏水冲刷干净，并用吸水纸吸去其多余水分，干净面朝下置于三角架上，将蜡烛置于铝板下方，将蜡烛点燃。 将点燃后的蜡烛置于铝板下方，使其火焰接触基底，每隔两到三秒移动 一次蜡烛，使铝板表面形成均匀的碳层。重复上述操作， 直至铝板底部已有圆形碳层形成。完成上述实验操作后，铝板表面出现了黑色碳层，这便是超疏水表面。 那么超出水表面和普通表面究竟有怎样不同呢？接下来我们就来做一组对照实验。取一普通铝板置于三角架上，用滴管吸取硫酸铜溶液， 将硫酸铜溶液低于 铝板上方， 可以看出硫酸铜溶液在铝板表面 并无任何特殊的表现。接下来将刚刚制备好的超疏水表面置于三角架上，用滴管吸取红墨水， 将红墨水低于碳层之上。 对比可以看出，碳层上红墨水水滴与钢 刚才普通铝板上硫酸铜液滴的表现完全不同，红墨水水滴近似球形立于碳层之上， 有些叶滴刚下落于碳层之上时，甚至在表面滚动。从这个实验看出，铝板上面的碳层的确具有焯出水表面的特性。那么为什么被蜡烛烧过的铝板会展现出这样的特性呢？ 其实原因很简单，当长链钉在空气中不完全燃烧时，产生的大量碳纳米颗粒随其离开火焰顶部，自而先后不规则的堆积在机体表面，产生直径为两到三微米的孔穴以及直径为一微米左右的凸起， 均匀的分布在表面。这种多孔结构使得表面产生出超疏水表面所要求的微米级结构。蜡烛燃烧产生的烟灰在铝板表面沉积得到碳纳米微球层。 在碳层表面滴下水滴或其他液体，可观察到液滴以近似球形站立于该碳纳米微粒薄膜表面上，展现出超疏水特性。本次实验到此结束， 相信超出水表面，超出水材料将会在我们未来的生活中变得越来越常见，越来越实用。

你看好玩吗？这是超出水材料给我们带来的视觉器官。那什么是超出水呢？它来自仿生血，也称荷叶效应。你看，水珠并不能吸附在荷叶表面，那是因为荷叶表面有五到十五厘米的凸起细胞， 凸起细胞表面均布着一纳米左右的蜡纸结晶，而这种结构使得水珠球面与接触表面的接触角大于一百四十度，且不会被表面凹凸抓住。 你看，普通玻璃上的水滴摊成一片，这是我们常见的清水性。在看，喷涂了超疏水材料的玻璃上，水珠是一个个非常晶莹剔透的球形，于是我们可以利用这种特性做很多有趣的实验。 你看，我们把超出水材料按锯齿状喷涂在玻璃板上，我们在白圈的位置滴水，你猜会如何？ 直接看实验吧。你看，水滴自动从右往左流了，那这种水往高处流的现象就很容易理解了吧。

今天我来告诉大家怎么样去让布料具备防水的一个效果， 今天我来告诉大家怎么样去让布料具备防水的一个效果。首先第一步先戴好防护的手套， 接着呢，我们打开纳米涂料，然后把它倒入到容器当中。其次我们将准备好的布料完全浸泡在涂料当中，浸泡完成之后呢，等到他完全干燥即可。 在室温条件下需要等待二十四小时，你可以利用烘干设备来进行烘干，等待它完全干燥。布料干燥之后就具备了防水的效果。接下来我们来看一下防水的效果怎么样？干燥完成之后呢，布料就具备了疏水的效果， 是不是很神奇？