自清洁玻璃的研究
幕墙玻璃科技创新案例
幕墙玻璃科技创新案例今天咱们来唠唠幕墙玻璃那些超酷的科技创新案例。
一、隔热节能的“聪明玻璃”你知道吗？以前的幕墙玻璃一到夏天就特别不给力。
太阳一晒，屋里就像蒸笼一样，空调呼呼地吹，那电费就像流水一样哗啦啦地跑。
但是，有一家超有创意的公司就开始琢磨怎么改变这个状况。
他们研发出了一种新型的隔热幕墙玻璃。
这种玻璃就像一个超级聪明的小卫士，它能够根据阳光的强度自动调整透热量。
原理嘛，其实是在玻璃里面加了一些特殊的涂层和材料。
当阳光弱的时候，它正常透光，让屋里亮亮堂堂的；可是一旦阳光变强，就像夏天中午那大太阳的时候，它就像给自己穿上了一层隔热铠甲，把大部分热量都挡在外面。
有个大楼用了这种玻璃之后，那效果杠杠的。
以前夏天空调得开老低温才能凉快，现在只需要设置在一个比较舒适的温度就可以了。
不仅室内的人感觉更舒服了，而且整个大楼的耗电量一下子就降下来了，那可是实实在在的省钱又环保啊。
二、自清洁幕墙玻璃的奇妙魔法。
咱们再来说说另一个厉害的创新——自清洁幕墙玻璃。
你看那些高楼大厦的玻璃幕墙，清洗起来可麻烦了，得请专业的蜘蛛人吊在半空中，又危险又费钱。
于是，有个创新团队就想，要是玻璃能自己清洁就好了。
他们就搞出了一种带有特殊纳米涂层的幕墙玻璃。
这个涂层就像是玻璃的魔法小助手。
当雨水落在玻璃上的时候，普通玻璃就是简单的流水，而这种自清洁玻璃上的雨水就像一个个勤劳的小清洁工。
这种纳米涂层让雨水在玻璃上形成一种独特的水流形状，就像小刷子一样，把玻璃表面的灰尘和污渍都给带走了。
这样一来，大楼的玻璃幕墙就不用经常费劲清洗了，既减少了清洗成本，又能让大楼一直保持亮晶晶的，从远处看就像一颗闪闪发光的大宝石。
三、超强安全的“金刚玻璃”还有一种幕墙玻璃的创新是关于安全方面的。
咱们都知道，有时候恶劣天气或者意外撞击可能会让玻璃破碎，这对于高楼大厦来说是很危险的。
有个公司就研发出了一种超级坚固的幕墙玻璃，我叫它“金刚玻璃”。
这种玻璃可不是一般的结实。
新型生态建材：自洁玻璃
４ ．平 均 粒径 ； ５纳 米 １ ５ ．比表 面积 ： ５ ５ ２ ０５ ０平方 米 ／ － 克
减 小 半 导体 催 化 剂 的 颗 粒 尺 寸 ， 以显 著 提 高 其 可 光催 化效 率 。 当半 导 粒 子 的粒 径 小 于某 一 临 界值 （ 一般
洁 功 能 的玻 璃 已成 为世 界 各 国研 究 的热 点 和难 点 ， 传
统 的润 湿 自洁 和 机 械 自洁 难 以满 足 现 实清 洁 的要 求 。 １７ ９ ２年 Ｆ ｊ ｈｍａ和 Ｈｏ ｄ ｕｉ ｉ ｓ ｎ ａ在 《 自然 》 志上 发 表 杂
了关 于 ＴＯ ｉ 电极 上光 分 解 水 的论 文 ， 志 着 光催 化 自 标
化 ， 成 Ｃ Ｈ ０ 半 导 体 氧化 物 光催 化 的 活 性 ， 生 Ｏ 和 。 主 要 取 决 于 价 带 和 导 带 的氧 化～ 还 原 电位 ， 带 的 氧化 价
一
特有 的强 氧 化 能 力 ， 玻 璃表 面 的几 乎 所 有 的有 机 污 将 染 物 完 全 氧 化 并 降 解 为 相应 的无 害无 机 物 ， 而 对 环 从
约为 ｌ ０纳米 ） ， 时 电荷 载体 就 会 显示 出量 子 的行 为 ， 价 带 电 位变 得 更 正 ， 带 电位 变 得 更 负 ， 实 际上 增 加 了 导 这 光 生 电子 和 空 穴 的氧 化一 还 原 能 力 ，提 高 了半 导体 光 催 化 氧 化有 机 物 的活 性 ，对 半 导 体 纳 米粒 子 而 言 ，其
境 不 会 造 成 二 次 污染 ， 璃 表 面在 催 化 剂 本 身 的光 致 玻
还 原 电位 越 正 ， 导带 的氧 化一 还 原 电位 越 负 ， 光 生 则
防雾、自清洁玻璃表面纳米TiO2薄膜的研究进展
出降低接 触 角 、 高光敏 性 、 加保 持 时 间是 开发 防 雾、 提 增 自清洁玻 璃 实 用产 品的 关键 ， 着重 综述 了
这 方 面的研 究进展 ， 剖析 了各 因素的作 用原理 。
关键词 ： 纳米 ＴＯ：薄膜； ｉ ； 超亲抽 ｝； 生 接触角
纳 米 ＴＯ 是研究 较 多 的纳 米材 料 之一 ， 具有 ｉ 它
品、 半导体 电池等众
多领 域具有 广 泛的应 用前 景 。近年来 的研 究发 现纳
臭、 防污等环保功能 ， 而且使建筑物的清洗 、 保洁费
大 量节 省 。随着研 究 的深人 ， 最终 ＴＯ 功能 薄膜 必 ｉ 将走 进广 泛 的实际 应用 中 。
Ｎ ｒ ａｇ ｓ ｏｍ ｌｌ ｓ ａ Ｐ ｏ ｃｔｌ ｔｏｌｄ ｌ ｓ ｈｔ ａ ｙ ａ ａ ｏ ａ ｓｃ ｅ ｇ ｓ
图１带看水雾的普通玻璃和镀有ＴＯ 薄膜玻璃的不同 ｉ 目前 ，自清 洁防雾玻璃 已成为全球的研究热点 ， 采 用无机薄 膜制 备 的 自清 洁 防雾玻璃 具有优 良的亲
用。
水陛、 耐久性和成本低。 深人开展自 清洁防雾玻璃的研 究， 将其成果推 向市场 ， 服务于社会 ， 具有重大 的意义。
１ ｉ２ ＴＯ 表面 的超 亲 水 性 原 理
１９ 年 Ｗａｇ ９７ ｎ 等在 （ ａ ｒ＞ Ｎ ｔ ｅ￣撰文报道 了ＴＯ ｕ＞ ｉ 薄膜 的双亲 性［ 通 常情况 下 ， ８ １ 。 纳米 ＴＯ 涂膜表 面 与 ｉ
米 ＴＯ 薄膜表面还具有超亲水特性［ 即水在纳米 ｉ ４ １ ， ＴＯ 薄膜表面的接触角很小 ， 图 １ ｉ 如 所示 。这一新 特 性 赋予 了材 料抗 雾 ， 自清 洁 、 易洗 和 快 干等 功 能 ， 在玻璃幕墙 、 农业暖房 、 各种镜片 、 挡风玻璃和交通
浅谈自洁玻璃与易清洁玻璃
浅谈自洁玻璃（涂料）与易清洁玻璃的区别目前市场上很多人对自洁玻璃概念不清,一些公司浑水摸鱼，把易清洁玻璃炒作成自洁玻璃（涂料）,鱼目混珠，扰乱了整个市场，损害了整个自洁玻璃（涂料）行业的利益，针对这些情况，我整理了一下个人收集的自洁玻璃（涂料）的资料,跟大家一起分享.自洁玻璃（涂料)：能起自我清洁作用的玻璃，能阻止自身变脏，同时很容易被清洗干净；易清洁玻璃:很容易被清洗干净的玻璃。
由以上定义不难看出自洁玻璃（涂料）是易清洁玻璃的升级版，除了很容易能被清洗干净外,自身有防止变脏的能力。
要了解自洁玻璃(涂料）是怎么起作用的,我们首先来分析下大气里面的污染物质以及这些污染物是怎么使玻璃变脏的，目前国内空气质量不好主要是粉尘污染和汽车尾气污染引起,特别是粉尘污染，普通玻璃表面容易累积静电，带电后容易吸附玻璃附近的灰尘和汽车尾气,含油份的汽车尾气和灰尘混合后很容易粘附在玻璃表面,久而久之，玻璃就变的很脏，所以要从源头上抑制玻璃变脏，最主要的是防止玻璃带静电，衡量是否为自洁玻璃（涂料）主要看其防静电效果好不好，有很好的防静电功能或能抑制自身变脏的玻璃即为自洁玻璃（涂料），反之则不是。
自洁玻璃（涂料）同时具备超亲水功能（无需阳光照射），在自然雨水或人工水的冲刷下能很容易变干净。
而目前市场大部分所谓的自洁玻璃都是在玻璃表面镀了一层二氧化钛涂层，这种自洁玻璃在防止玻璃面带电方面很一般,大家之所以叫它自洁玻璃,主要是因为二氧化钛涂层在太阳光特别是紫外线的照射下表面能呈现超亲水的状态，这样一旦有水冲洗或者下雨，就可以把玻璃表面的脏污随水一起冲掉，起到清洁的作用，严格来讲，这种玻璃叫易清洁玻璃更合适，相对于一般的普通玻璃来讲，这种玻璃几乎不需要用清洁剂清晰，直接用水冲就能把玻璃表面清洁干净，清洗效率更高，但是跟自洁玻璃（涂料）相比这种易清洁玻璃的缺点也很明显：1。
对太阳光的依赖性比较强,由于二氧化钛只有在一定强度太阳光的照射下其表面才能呈现较好的超亲水效果，所以在一些阳光不容易照射到的地方不宜使用;2.由于二氧化钛有很强的氧化能力，所以有机材料表面都不可以使用这种涂层;3。
美研究开发出自洁不反光纳米结构玻璃
会构 造 一个更 加绿 色 的工程 学 。 ”
（ 技 日报 ） 科
该 玻 璃 的 表 面 结 构 为 高 ｌ０ ｎ Ｏ ０ ｍ、 基 底 宽 ２ ０ ｍ￣ 米 的纳 米锥 阵列 。研 究人 员采 用 了适 ０ｎ ｆ ｌ 于 半 导 体 的 涂 料 和 蚀 刻 技 术 的 新 式 制 造 方 法 ，先 在 玻 璃 表 面 涂 上 几 个 薄 膜 层 ，其 中 包 括 光 阻 层 ，然 后 连 续 蚀 刻 产 生 圆锥 形 状 。 由 于 生 产 过 程 简 单 ，无 需 特 定 方 法 便 可 在 玻 璃 或 透 明 聚 合 物 薄 膜 表 面 形 成 这 种 结 构 ， 只 增 加 了 极 小 的 制 造 成 本 ， 该 团 队 已经 对 这 一 生 产 过 程 申请 了 专 利 。 研 究人 员 说 ，研 发 的灵感 来 自于 大 自然 中 荷 叶 表 面 构 造 、 沙 漠 甲 虫 甲 壳 以 及 蛾 的 眼 睛 ，这 种 新 型 玻璃 集 多 种 功 能于 一 身 ， 可 白 洁 、防 雾 和 防 反 光 。虽 然 通 过 显 微 镜 观 察 ， 玻 璃 表 面 的 纳 米 尖 锥 阵列 显 得 很 脆 弱 ，但 计 算 表 明 ，它 们 应 该 可 以抵 抗 大 范 围 的 力 量 ， 包 括 强 暴 雨 雨 滴 的 敲 打 和 直 接 用 手 指 戳 。 研 究 人 员希 望 通 过 廉 价 的制 造 工 艺 ，将 其 应 用 于 光 学 器 件 、 智 能 手 机 和 电视 屏 、太 阳能 电 池 板 、汽 车 挡 风 玻 璃 ，甚 至 建筑 物 的窗 户 屏
率 可 达 ０ １瓦 特 ， 相 当 于 此 前 被 认 为 最 适 ．７ 用 于 振 动 发 电 的 铁 镓 合 金 的 约 ２ ５ ， 是 陶 ．倍 材 料 的 １倍 。 如 果 材 料 尺 寸 更 大 ， 能 获 得 ０ 瓦特 的 输 出 功 率 ，达 到 世 界 最 高 水 平 。
什么是纳米自清洁玻璃
什么是纳米自清洁玻璃普通玻璃与水的接触解为30-40度，所以玻璃很容易形成水珠，并且水珠不易滑落，在水珠干燥过程中，又极容易吸咐空气中的灰尘，干燥后形成水痕，天长日久，形成污垢，形成污染。
纳米高透自洁玻璃触角为1-5度，水与纳米二氧化钛薄膜超强亲和，超强亲和力远大于一般灰尘和污垢与玻璃的亲和力，从而，形成非常均一，均匀的水膜将玻璃表面灰尘，污垢浮起，并随着重力水膜很快滑落玻璃，同时，带走玻璃表面灰尘和大部份污垢，玻璃表面不留水痕，玻璃表面洁净如新，自清洁能力超强。
目前市场上一般采用CVD（化学气相沉积）方式制作的自清洁玻璃，接触角为17度，亲水性一般，携带灰尘和污垢的能力较弱，自清洁能力弱。
一、应用领域：1，建筑玻璃：建筑幕墙玻璃，建筑门窗玻璃，建筑装饰玻璃。
2，防雾玻璃系列：浴室防雾玻璃，装饰防雾玻璃。
二、产品描述：纳米自清洁玻璃是一种易于清洁维护的功能性中性色纳米镀膜玻璃。
1、无机污渍的清洁：通过天然降水的自然冲刷或者人工水定期喷淋，即可保证玻璃洁净始终如一。
2、有机污渍的清洁：通过光催化作用，纳米自清洁薄膜，可以有效分解覆着在玻璃表面的有机沉淀物。
3、替代传统玻璃清洁方式的优势：免除人工清洗，和建筑吊篮清洗具有五大优势：第一：节省清洗费用，使得清洁玻璃成为一劳永逸。
第二：降低人工清洗使用的清洗剂带来的对玻璃结构的腐蚀和破坏。
第三：降低高空清洗作业带来的安全风险。
第四：解决非立面建筑墙面，屋面的清洗难题，完美展现现代建筑艺术风格。
第五：先进清洗方式，真实体现环保价值。
三、基本性能1、自清洁的纳米超亲水功能：经过处理的玻璃表面具有超亲水性能。
该特性可以使水分完整均匀地在玻璃表面铺展开来，同时，完全地浸润玻璃和污染物，最终通过水的重力将附着于玻璃上的污染物携带走。
从而达到自清洁效果，并保持玻璃的长期清洁。
而普通玻璃则会在表面上形成水珠，粘附灰尘，2、分解有机物的光催化功能：在阳光或紫外光的照射下，自清洁纳米薄膜材料对有机物会具有强烈的分解作用，而对无机物不会发生任何作用。
自洁玻璃的应用和发展
浅析自洁玻璃的应用发展XX大学土木建筑学院土木XX班 XX XXXX）摘要：自洁玻璃是一种生态化玻璃，性能优越，应用广泛。
本文介绍了自洁玻璃在国内外的发展现状，简单阐述了各种“自洁玻璃”的应用发展，以及最后预测了其市场发展前景。
关键字：自洁玻璃应用发展前景市场前景Brief analysis From Clean Glass Application and Development (Civil engineering XX classes of civil construction institute inXX university XX XXXX)Abstract:From the clean glass is one kind of ecology glass, the performance is superior, the application is widespread.This article introduced from the clean glass in the domestic and foreign development present situation, elaborated simply each kind “from clean glass” the application development, as well as finally has forecast its market development prospect.Key words:From clean glass Application prospects for development Market prospect前言随着玻璃幕墙、玻璃屋顶、玻璃结构在高层建筑中的大规模应用, 玻璃的清洁问题越来越突出,采用擦窗机清洁玻璃既不经济又不方便, 寻求一种具有自我清洁功能的玻璃已成为世界各国研究的热点和难点, 传统的润湿自洁和机械自洁难以满足现实清洁的要求。
自清洁防雾玻璃的研究进展
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｅ ｆ—ｃ ｌ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ —ｆ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ；Ｔ ｉ Ｏ２ ；ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ—ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ
Ｏ 前 言
自清洁玻璃是指普通玻璃在经过特殊的物理或化学方法处理后 ， 其表面产生独特的物理化学特性 ， 从而 无需通过传统擦洗方法就可以达到清洁效果 的玻璃 。玻璃的雾化是指湿气或蒸汽冷凝在玻璃制品表面形成
微小水滴的过程 ， 而防雾玻璃就是指普通玻璃在经过特殊处理之后 ， 表面具有了超亲水特性 ， 使由于雾化而 形成的微小水滴迅速铺平 ， 从而对镜面成像 、 能见度和玻璃的透过率产生影响 “ ］ 。 自清洁玻璃从制备方法上主要分为两大类 Ｊ ： 超亲水 自清洁玻璃和超疏水 自清洁玻璃。若该涂层为超
摘要： 论述 了自清洁防雾玻璃的主要制备方法， 并比较 了各种方法的优缺点， 详细介绍 了自清洁 防雾玻璃 的最新研 究进展 ， 并对其今后的研究方 向进行 了 展望。
关键词： 自清 洁 防雾玻 璃 ； Ｔ ｉ Ｏ ２ ； 超 亲水
中图分类号 ： Ｔ Ｑ １ ７ １ ． ７ ２ ４
Ｆ Ｅ Ｎ Ｇ Ｙ ｕ － ｅ ｎ ｇ ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｌ ｉ — ｘ ｉ ｎ
（ Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ ２ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ，ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｓ ｅ ｌ ｆ— ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ— ｆ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｓ ｌ ａ ｓ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ
二氧化钛自清洁原理
二氧化钛自清洁原理“哇，这玻璃怎么这么干净呀？”我和小伙伴们在公园里玩耍，看到旁边的玻璃亭子一尘不染，都惊讶极了。
嘿，你们知道吗？这干净的玻璃背后可有着神奇的秘密呢，那就是二氧化钛自清洁原理。
先来说说这二氧化钛自清洁的结构吧。
它就像一个小小的魔法精灵，有几个关键部件呢。
首先就是二氧化钛啦，这可是主角。
它就像一个勤劳的小卫士，守护着各种物品的干净整洁。
那它有啥功能呢？它能让脏东西没办法在物体表面停留，超级厉害呢！就好像一个强大的盾牌，把灰尘、污渍都挡在外面。
再讲讲这神奇的原理是咋工作的吧。
二氧化钛在阳光的照射下，就会变得活力满满。
它就像一个小太阳，吸收着阳光的能量。
然后呢，它会把这些能量变成一种神奇的力量，把脏东西分解掉。
哎呀，这就像一场魔法大战，二氧化钛这个小魔法师把污渍这个大坏蛋打得落花流水。
比如说，有一滴水落在涂有二氧化钛的物体表面，这水滴就像是一个小侦探，它会带着二氧化钛的魔法力量，把周围的脏东西都找出来，然后一起消灭掉。
这是不是超级酷呀？那这二氧化钛自清洁都能用在啥地方呢？那可多啦！就说我们家的窗户吧，以前妈妈总是要费力地擦窗户，累得腰酸背痛。
现在有了二氧化钛自清洁的窗户，就不用那么麻烦啦。
窗户就像一个自动清洁的小天使，自己就能把灰尘和污渍赶走。
还有公园里的那些长椅呀，如果也涂上二氧化钛，那我们坐上去就不用担心弄脏衣服啦。
长椅就像一个贴心的好朋友，总是给我们一个干净舒适的地方休息。
还有汽车的挡风玻璃，如果也有二氧化钛自清洁功能，那爸爸开车的时候就看得更清楚啦，也更安全。
汽车的挡风玻璃就像一个勇敢的卫士，为我们挡住风雨，还能保持自己的干净整洁。
想象一下，如果整个世界都用上了二氧化钛自清洁技术，那该多好呀！街道会变得干干净净，就像刚刚被水洗过一样。
房子也会永远保持漂亮的颜色，不会被灰尘和污渍弄脏。
我们的生活也会变得更加美好，更加舒适。
我觉得这二氧化钛自清洁技术真的是太神奇啦！它就像一个魔法棒，给我们的生活带来了很多便利。
自洁玻璃的研究现状及其发展趋势
建筑 玻璃 与工业 玻璃 ２ ０， ７ ０ ７№
光催 化是 纳米 半导体 独 特性能 之一 ， 这种 纳 米材
料在 光 的照 射下 ， 光 能 转化 为 化学 能 ， 进 有机 物 把 促 发生反应 的过 程称为 光催 化 。其 基 本原理 是 ： 当半 导
益。
实现 的 决定 因素 ， 采用 纳米 级 粒径 的光催 化 剂 ， 玻 对
璃表 面 进行 适 当处 理 ， 形成 纳 米级 的微孔 结 构 ， 其 使 具有超 亲水性 ， 能大 大提 高光催化 剂 的活 性 。
一
２ 自洁 玻璃 的工作 原理
１ 一 ４
维普资讯
玻 璃研究存 在 的问题 ， 提出今后 研究 的方 向。
关键 词 ：自洁玻璃 光催化 ＴＯ 膜 可 见光 降解 ｉ２
１前 言
综 上所述 超亲 水 自洁玻 璃（ 称 自洁玻 璃） 简 的含义 为 ： 过在玻璃 表 面形成 纳米 级微 粒和 纳米级 微 孔结 通
随 着玻 璃幕 墙 、 璃屋 顶 、 璃 结 构在 高 层建 筑 玻 玻
维普资讯
Ａｒ ｈｉ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｎ ｕｓ ｒｉ Ｇ ａｓ № ７ ｃ ｔ ｃ ｕ ａｌ ｎ Ｉ ｄ ｔ ａ１ ｌ ｓ ２０ ７ ０
４ 密封材 料的验 收
Ｇ １ ７ ６标 准进行 密封胶 与玻 璃 的粘 结性 试验 ， Ｂ６７ 与一 道 密封胶 的相 容性试 验 ， 格后方 能使用 。 合 ５３ 中 空 玻 璃 用 弹 性 密 封 胶 使 用 前 应 按 ． Ｇ １７ ６附 录 Ｄ进行混 合均匀 性 、 用期 的检验 。 Ｂ６７ 适
中 的大规 模 应用 ， 璃 的清 洁 问题 越来 越 突显 ， 用 玻 采 擦 窗机 清洁玻璃 既不 经济 又不方 便 ， 寻求一 种具 有 自
纳米自清洁玻璃
纳米自清洁玻璃
背景：随着玻璃幕墙、玻璃
屋顶、玻璃结构在高层建筑 中的大规模应用，玻璃的清 洁问题越来越突出，采用擦 窗机械清洁既不经济也不方 便，寻求一种具有自我清洁 功能的玻璃已成为世界各国 研究的热点和难点。自清洁 玻璃利用自然条件达到自动 清洁作用，又能美化环境的 出现，恰恰满足了人们需求。
纳米自清洁玻璃产品简介
TiO2 光催化发展前景
人们在提高 TiO2 光催化自清洁方面做了大量的 工作和深入的研究,取得了一定的突破进展,但是 制品尚属起步阶段，日本在这方面居世界领先地 位。
由Hale Waihona Puke 我国钛资源丰富,而二氧化钛光催化又是 “清洁的”抗菌剂, 优先考虑发展此类材料,迎头 赶上国际先进水平, 对创造洁净环境,保护人民健 康具有重要作用,最终摸索出高效的TiO2光催化材 料。
（2）、活性羟基-OH、 超氧离子、 过羟基*OO H和双氧水H2O2 都可与生物大分子( 如脂类、 蛋 白质、 酶类以及核酸大分子) 作用, 通过一系列链 式氧化反应直接破坏生物细胞的结构。以*OH 为 例,它可攻击有机物的不饱和键或抽取其H 原子：
R3CH + *OH R3C* + H2O
（3）、反应将产生新的自由基( R3C*) , 激发链 式反应,致使细菌蛋白质变异和脂类分解(多肽链 断裂和糖类解聚) ,杀灭细菌并使之分解成无毒害 的小分子。
国家大剧院使用纳米自清洁玻璃屋顶
纳米自清洁玻璃
定义: 通过在玻璃表面形成纳米级微粒和纳米级微
孔结构的半导体氧化物（目前主要是TiO2）的光催化 薄膜，在阳光的作用下，光催化产生了电子-空穴对， 以其特有的强氧化能力，将玻璃表面的几乎所有的有 机污染物完全氧化并降解为相应的无害无机物，从而 对环境不会造成二次污染，玻璃表面在催化剂本身的 光致两亲性（即亲水性和亲油性）的共同作用下，使 玻璃表面具有超亲水性，从而使玻璃表面具有自洁、 防雾和不易再污染的功能。
新型生态建材——自洁玻璃
玻璃表 面进 行适 当处理 ，形 成纳 米级 的微 孔 结构 ，使
其 具 有超 亲 水性 ， 能 大 大 提 高 光 催 化 剂 的
活性 。
了． 子 一空 穴 对 ， 电于 具 有 还 原性 ， 空穴 具 有 氧 化 电 性 ，空穴 与氧 化 物 半导 体纳米粒 子表面 的０ － １反 ｔ 应 ，生成 氧 化性 很 强 的
二 、 光 催 化— — 自洁 玻 璃 的 技 术 基
础
光催化 是纳米 半 导体 独特性 能之一 ，这 种纳 米材
作 ，光 催化 消除和 降解污 染物 成 为其 中最为活 跃的研 料在 光的照 射下 ，把 光能转化 为化 学 能 ，促 进有 机物 究领域 。仅 仅是 光催化 作用还 不 能满足 玻璃 自清洁 的 发生 反应 的过程称 为光催化 。其 基本 原理 是： 当半导 例 ｉ 要求 ，进一 步研 究发现 ，光催 化 活性是 光催化 作用 能 体氧 化物 （ 如 Ｔ ０ ）的 纳米粒 子受 到 大于 禁带 宽 否实现 的 决定 因素 ，采 用纳米 级粒 径 的光催化 剂 ，对 度 能量 的光 子照射 后 ， 电子从价带 跃迁 到导 带 ，产生
０ Ｈ自由基 ，活泼 的 ０ Ｈ自
综上 所述 超亲 水 自沽 玻璃 （ 称 自洁 简
由基 可 以将 许 多难 降解 的有机 物 氧化 为 Ｃ 和 Ｏ ｜０ Ｌ 等无机 物 ，例 如可 以
将 酯 氧化 为 醇 ，醇氧 化 为 醛 ，醛 再氧 化 为 酸 ， 酸进一步 氧化 ，生成 Ｃ
的 Ｔ Ｏ 必须具有 纳米级 的尺寸 ，其平 均粒径 和 比表面 ｉ
积 是主 要的技 术参 数 ，是玻璃 具有 自洁 功能 的技术基
础 。
三、Ｔ 。 纳米粉及自洁玻璃 的主要参 ｉ ０
自动擦玻璃机的原理
自动擦玻璃机的原理自动擦玻璃机是一种通过机械装置、传感器和电子控制系统来自动擦拭窗户玻璃的设备。
它能够高效快速地完成擦玻璃的工作，减少了人工劳动的时间和消耗，并且能够在高空或者较高风险环境中完成擦拭任务，提高了安全性。
自动擦玻璃机的原理主要包括下面几个方面：1. 传感器感知窗户边缘：自动擦玻璃机通过搭载在机器中的传感器，可以感知窗户的大小、位置以及边缘等信息。
传感器可以使用红外线或者超声波等技术来进行测量和感知，以确保擦拭过程中不会撞到窗户的边缘。
2. 电机驱动器：自动擦玻璃机内置有电机驱动器，用于驱动设备的运动。
电机驱动器可以通过电子控制系统精确控制设备的速度和方向，使其沿着窗户表面移动。
电机驱动器通常可以根据窗户的大小和形状进行调整，以实现自适应擦拭。
3. 布条和擦拭器：自动擦玻璃机通常配备了布条和擦拭器。
布条可以在玻璃表面涂上清洁剂，然后通过擦拭器刮除污渍和水分。
布条可以根据不同的擦拭任务进行更换和调整，以达到更好的清洁效果。
同时，布条的材质要选用柔软且不易造成刮伤的材料，以保护玻璃表面的光洁度和平整度。
4. 电子控制系统：自动擦玻璃机还配备了电子控制系统，可以根据传感器的反馈信息控制设备的运行。
电子控制系统可以存储和处理设备的工作参数，根据需要进行自动调整。
例如，当设备发现窗户边缘或者其他障碍物时，电子控制系统可以通过接收传感器的信号，自动停止或者改变设备的运动方向，以避免撞击和意外。
自动擦玻璃机的工作流程如下：1. 启动和预备：用户根据需要选择适当的擦拭模式和参数，并将自动擦玻璃机放置在窗户上。
然后，用户启动设备，电子控制系统开始工作。
2. 传感器感知：自动擦玻璃机内置的传感器开始感知窗户的大小、位置和边缘等信息。
传感器可以通过红外线或者超声波等技术进行测量和感知。
3. 运动控制：电子控制系统根据传感器的反馈信息控制电机驱动器的运动。
电子控制系统可以控制设备沿着窗户表面移动，保持适当的速度和方向，以实现擦拭的效果。
我发明的新型产品范文(21篇)
我发明的新型产品范文（21篇）（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如工作总结、工作报告、党团范文、工作计划、演讲稿、活动总结、行政公文、文秘知识、作文大全、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of practical materials for everyone, such as work summaries, work reports, Party and Youth League model essays, work plans, speeches, activity summaries, administrative documents, secretarial knowledge, essay summaries, and other materials. If you want to learn about different data formats and writing methods, please stay tuned!我发明的新型产品范文（21篇）作文的优秀表现常常体现在立意独特、观点鲜明和论证充分等方面。
自清洁玻璃(1)
自清洁组件自清洁组件其实就是组件安装自清洁玻璃，自清洁玻璃是普通玻璃镀上一层自清洁纳米膜。
自清洁玻璃可分为两种：超疏水性自清洁玻璃和超亲水性自清洁玻璃。
一、超疏水性自清洁玻璃原理是当表面有微小突起的时候，有一些空气会被“关到”水与固体表面之间，导致水珠大部分与空气接触，与固体直接接触面积反而大大减小。
由于水的表面张力作用使水滴在这种粗糙表面的形状接近于球形，其接触角可达150度以上，并且水珠可以很自由地在表面滚动。
即使表面上有了一些脏的东西，也会被滚动的水珠带走，由于水分子间的引力作用，水珠走过的地方不会在玻璃表面留下水痕，这样表面就具有了“自清洁”的能力。
这种自清洁玻璃冬季有很好的防结冰作用。
接触角的概念：接触角就是水滴和玻璃接触边缘位置引出切线，此切线与水滴和玻璃接触面的夹角就是接触角。
为了更清楚的看到疏水自清洁玻璃的效果，下面举出一家自清洁玻璃厂家的实验数据。
疏水效果图自洁效果 疏水效果自洁性能测试（曝晒实验） 6065707580859095051015时间（天）透光率百分数(%)未处理自洁处理超白玻璃透光率对比测试65707580859095024681012循环次数（次）透光率（%）自洁处理未处理试验方法：首先把一块玻璃清洁干净，彻底干燥后测试它的透光率并记录，然后在干净纱布上喷少量自洁液，并在玻璃的一半上轻轻涂一层用以做对比实验，过三十秒后用干净的纱布擦拭俩分钟测试它的透过率不变，然后放置24小时后开始做实验。
先将玻璃用纯净水冲洗一下，自然干燥后将准备好的粉末细土用纱布均匀过滤在玻璃表面，然后慢慢倾斜让细土自然流下并垂直振动5次，然后开始测试透光率，以此类推，连续十次。
、超白玻璃透光率递减率2468101214024681012循环次数（次）递减率（%）自洁处理未处理特点：效果明显。
但是由于该方法的时效性差，无法保证玻璃产品作为耐用消费品的长期使用寿命，从而无法保证真正意义上的自清洁效果。
浮法玻璃锡槽的自动清洗与除污技术研究
浮法玻璃锡槽的自动清洗与除污技术研究随着现代工业的发展，玻璃产品的需求日益增长。
而浮法玻璃生产是当前最主要的玻璃制造工艺之一，其生产效率高、质量稳定，因此受到广泛应用。
浮法玻璃生产过程中，玻璃浴槽起到关键作用，但操作中不可避免地会产生污垢，影响生产质量和效率。
因此，研究浮法玻璃锡槽的自动清洗与除污技术显得尤为重要。
一、清洗与除污需求浮法玻璃锡槽污垢的形成，主要来源于锡金属的氧化、玻璃浴液中的杂质以及其他不可避免的污染物。
这些污垢会附着在锡槽的内壁和表面，影响浮法玻璃的质量和外观。
因此，对锡槽进行定期清洁和除污是必要的。
二、传统清洗与除污技术传统的浮法玻璃锡槽清洗与除污工艺主要包括人工清洗、机械清洗和化学清洗。
人工清洗的缺点在于：工作强度大、效率低、操作不便。
机械清洗则借助机械设备完成清洗工作，效率高，但对锡槽的摩擦会产生磨损，影响锡槽的使用寿命。
化学清洗的工艺可能会对环境造成污染，且清洗剂对设备本身也会产生腐蚀作用。
三、自动清洗与除污技术的研究进展为了解决传统清洁与除污方法的缺点，研究人员正在探索自动清洗与除污技术。
自动清洗技术是指利用自动化设备和系统实现清洁操作，以提高清洗效率和质量。
以下是一些目前研究中的技术。
1.超声波清洗技术：超声波清洗技术利用超声波震动产生的微小气泡爆破效应来清洁污垢。
它能够在锡槽表面产生强大的冲刷力，有效地去除污垢。
该技术具有高效、节能的特点，且对设备不会产生损伤。
2.激光清洗技术：激光清洗技术是利用激光束直接照射污垢表面，通过激光能量的吸收和传递使污垢脱落。
该技术具有无需接触、非接触式清洁的特点，能够有效去除锡槽内的污垢。
3.离子束清洗技术：离子束清洗技术利用高速离子束的动能进行冲击清洗，可有效去除锡槽表面的污垢。
该技术适用于硬质污垢的清洗，且具有高效、环保的特点。
4.机器人清洗技术：机器人清洗技术利用自动化设备和机器人系统，实现对锡槽的清洗操作。
通过编程和控制系统，确保清洁操作的有效完成。
新型玻璃的种类和用途
新型玻璃的种类和用途新型玻璃是指与传统玻璃具有明显不同之处的玻璃材料。
新型玻璃的出现，极大地拓展了玻璃的应用领域，提升了玻璃材料在各个行业中的性能和功能。
下面将介绍一些常见的新型玻璃种类及其主要用途。
1.防弹玻璃防弹玻璃是一种通过在玻璃中添加多层特种防护膜和中间层来提高抗击穿能力的玻璃。
主要用于军事、安保、警察、银行等领域的防护需要，可以有效防止子弹、炸弹碎片等的穿透。
2.自清洁玻璃自清洁玻璃是在普通玻璃表面镀上一层纳米二氧化钛薄膜的玻璃。
它可以利用太阳光和水蒸气中的水分和氧气，通过光催化和自洁效应分解和清除污染物，保持玻璃表面的清洁。
广泛应用于建筑、汽车、太阳能光伏等领域，提高了玻璃的透光性和美观度。
3.隔热玻璃隔热玻璃是通过在玻璃中夹入一层或多层导热系数较低的隔热空气层，减少热量传递的玻璃。
它能有效隔绝室内外的热量交换，降低建筑物的能耗，提高室内空调的效果。
广泛用于建筑领域的节能玻璃。
4.可变透明度玻璃可变透明度玻璃是通过在玻璃中镀上一层电致变色膜的玻璃。
通过控制外界电压，可以改变膜层的透明度，实现随时调节玻璃的透光度。
可广泛应用于建筑、汽车等领域，可以调节室内光线和防止紫外线的侵入。
5.光纤玻璃光纤玻璃是一种通过玻璃纤维传输光信号的材料。
它具有高透明度、高抗拉强度、低损耗等特点，被广泛应用于通信、医疗、传感器等领域，提高了信息传输的速度和可靠性。
6.屏蔽辐射玻璃屏蔽辐射玻璃是在玻璃中加入一种或多种具有吸收和反射辐射的物质，用于屏蔽电磁辐射。
它可以有效阻隔电磁辐射对人体健康的影响，被广泛应用于医疗设备、实验室、电子设备等领域。
7.超硬玻璃超硬玻璃是一种具有极高硬度和耐磨性的玻璃。
它通常由多种金属、氧化物、硅等材料组成，可以用于制作高硬度和耐磨的玻璃器具、车窗、手机屏幕等。
8.纳米玻璃纳米玻璃是在玻璃内部加入纳米颗粒，通过调整颗粒尺寸和分布，改变玻璃的光学和力学性能。
可以制作具有特殊功能的玻璃，如抗紫外线玻璃、抗反射玻璃、自动调节光线玻璃等。
环保型低辐射-自清洁玻璃的研究
昔ｉ浮｛ 玻璃 匝 丢
大大降低建筑物空调设备费用；在冬季。 低辐射玻璃可以透过
太 阳能可见光部分的热量， 同时强烈反射室内取暖设施 、 人体 、
｛ 中空豌喁）
图 １低 辐射玻璃蛄构示意图
照明设施辐射的长波辐射， 阻止其向外辐射散失。所以能有效
地保持室 内温度， 降低冬季室内空调费用 。为 了 一步提高建 进 筑物玻璃的热阻断性。 常常将 低辐射玻璃与普通玻璃组合成 中
整个社会 的建 筑节能环保尤为重要 。
夹层玻璃使用。离线镀的膜存在膜层较软， 耐磨性和牢固性较 差， 对湿度较敏感， 不宜长期存放 ， 暴露在空气中可能被腐蚀等
问题。 因此。 必须加工成中空玻璃 ， 以免暴露在外部环境中田低 。
辐射玻 璃结 构如 图 Ｉ 所示 。
室内
１低辐射一自清洁玻璃简介
一
层二氧化钛 自 清洁涂层， 用来保持外层玻璃的清洁以及室内
的温度， 同时结合 Ｌｗ Ｅ ｏ — 玻璃独特的结构协同防雾。低辐射 一
自清洁玻璃结构如 图 ２ 。
３低辐射 一自清洁玻璃功能机理
在寒冷的冬季 ， 阳热辐射透过玻璃进入 室内增加室 内的 太
热能， 而室内的暖气、 家电、 人体等发出的远红外被阻隔反射回 室内， 有效地降低暖气能耗 ； 而夏季室外的大部分中远红外线
璃一样长期储存 ， 并且加工性能好， 可钢化， 可热弯曲， 膜的性
能不易退 化 ； 既可暴 露在环境 中单片使 用 ， 也可制成中空玻璃、
多功能玻璃门窗产品。 了解功能玻璃材料科技与产品的发展及 其在生态建筑中的应用， 对实现健康、 舒适的居家环境， 是十分 必要的。设计出 适合现代文明需要的绿色生态建筑产品， 实现
自洁净玻璃名词解释
自洁净玻璃名词解释
自洁净玻璃是一种具有自洁功能的玻璃材料。
其表面涂层可通过光催化和疏水
效应实现自洁净化的作用。
这种特殊涂层使得污垢很难附着在玻璃表面上，并通过自然光和雨水的作用进行自我清洁。
自洁净玻璃的光催化作用参照了光合作用的原理。
特殊涂层中的催化剂能够将
阳光中的紫外线能量转化为活性氧，使得空气中的有机污染物被分解。
这种催化反应不受温度和湿度的影响，从而保持了自洁效果的持久性。
另外，自洁净玻璃还具有疏水性能。
涂层使得玻璃表面变得光滑，减少了水滴
和污垢在上面停留的可能性。
当雨水滴落在玻璃表面时，会迅速扩散开来，并带走上面的尘埃、污垢和残留物质，实现自我清洁。
这种自洁净玻璃被广泛应用于建筑物的外立面、车窗和太阳能电池板等领域。
它的使用可以大大减少常规玻璃的清洁需求，节省时间和劳动成本。
同时，它也有助于保持建筑物和车辆的外观整洁，增强视觉效果。
虽然自洁净玻璃在一定程度上能够减少清洁工作，但并不能完全替代常规清洁。
在极端恶劣的环境条件下，如大量灰尘或油污，仍需进行定期的手动清洁以保持其最佳性能。
总而言之，自洁净玻璃是一种创新的玻璃材料，通过光催化和疏水效应实现自
我清洁。
它的应用在建筑和交通领域有着广阔的前景，为社会带来了便利和效益。
自清洁玻璃原理
自清洁玻璃原理
自清洁玻璃是一种具有特殊功能的玻璃材料，它能够自动清洁表面的污垢和污染物，降低维护和清洁的频率。
其原理主要包括两个方面：物理原理和化学原理。
物理原理：自清洁玻璃的表面通常被涂覆了一层特殊的纳米涂层。
这层涂层上含有微小的有机物颗粒，如二氧化钛等。
当有阳光照射到这层涂层表面时，能量会被吸收并构成光氧化过程。
在这个过程中，涂层表面会产生一种强氧化性物质，能够分解吸附在玻璃表面上的有机污染物。
化学原理：自清洁玻璃的表面涂层还具有疏水性质。
这意味着它能够使水分子呈现球形状，而不是成滴状，这也被称为“超
疏水效应”。
当雨水或其他液体接触到玻璃表面时，水分子会
快速在表面上扩散，将污垢和污染物随之冲刷掉。
同时，涂层表面的疏水特性还能够使水分子迅速蒸发，减少水滴在玻璃上的停留时间，从而减少残留的污染物。
综上所述，自清洁玻璃利用物理和化学原理实现了自动清洁功能。
它能够分解有机污染物，并通过疏水特性使液体迅速清洗表面。
这样一来，玻璃表面能够保持清洁，减少污垢积累，延长玻璃的使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自清洁玻璃的研究
选题意义
随着对环境恶化给人类生活带来危害的认识以及对环境保护要求的提高，人们对使用具有环保作用且利用自然条件达到自动清洁作用，又能美化环境的绿色建筑材料的要求越来越迫切。
玻璃幕墙因其功能性和装饰性等优点被建筑师们所青睐,但玻璃幕墙的清洁却是一个令人头痛的问题,使用洗涤剂来清洁玻璃不仅污染环境,也浪
费大量的水资源。
依靠自然的水冲刷的自清洁玻璃是从根本上解决玻璃清洗的最有效方法,因此研究制备自清洁玻璃成为当今的研究热点。
自清
洁玻璃看
上去洁
净、透明，
与普通玻
璃并无二
致，但它
的安全
性、自洁
性、却是
普通玻璃
所无法比
拟的。
它
的与众不
同就在于那层高科技含量的“外衣”—自清洁薄膜。
这层膜使玻璃宛如一张透明的荷叶，水滴其上，恰似雨打荷叶，瞬间滚落，不留踪迹。
自清洁玻璃简介
自清洁玻璃可分为两大类: 亲水性自清洁玻璃和疏水性自清洁玻璃。
亲水性自清洁玻璃是在普通玻璃表面加了一层超亲水性薄膜。
最常用的是TiO2光催化薄膜。
它具有良好的光催化性能，在抗菌除臭、污水处理、空气净
化等方面有广阔的应用前景。
TiO
是N 型半导体金属氧化物，在同类（如Zno 、
2
等）物质中具有氧化活性好、稳定性强、无毒等优点，是一种绿色环境CdS、WO
3
友好型材料。
该薄膜在紫外光的照射下，不但能分解有机污染物，而且滴在薄膜上的水滴与薄膜的接触角很快变为零，这些特性使得TiO2光催化薄膜具有自洁去污，易于清洗，防水雾等功能。
疏水性自清洁玻璃是在普通玻璃表面涂一层超疏水薄膜。
这种超疏水薄膜主要为有机物薄膜，因为有机聚合物是主要的疏水物质, 其疏水性分子中除了碳外, 含有大量低表面能的硅、服等原子基团, 它能极大地降低材料的表面能, 使其对水的接触角增大（通常大于1000)。
目前主要应用氟硅烷系( FAS) 、氟系及有机硅化合物等来提高疏水性。
其中氟硅烷系( FAS) 有机物具有特殊的化学惰性, 即不溶于水也不溶于酸碱溶液, 且对各种气体和水蒸气具有很小的渗透性,因而得到了广泛应用。
实验目的
通过对自清洁玻璃的研究，给人们的生产和生活带来极大的便利。
首先，它可以节省玻璃的清洗费用，特别是对于楼层高的建筑物，使得玻璃成为一劳永逸；降低人工清洗使用的清洁剂带来对玻璃结构的腐蚀和破坏；降低了高空作业带来的危险；解决了非立面建筑墙面，房面的清洗难题，完美展现现代建筑的艺术风格；真正的体现出环保的价值。
本实验采用溶胶-凝胶法，以三甲基氯硅烷、氢氟硅酸和去离子水为前躯体，制备出一种含-CF3强疏水性基团的氟硅烷溶液。
再用提拉法在玻璃基片上得到一层超疏水性薄膜。
通过对所得物质性质的检测，预测其应该具有和荷叶相似的表面结构和性质。
实验的原理
荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的-OH、-NH2等极性基团，在自然环境中应该很容易吸附水分或污渍。
但荷叶叶面却呈现具有极强的拒水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自洁效应"。
表面润湿原理
固体表面的湿润性是固体的重要表面性能，描述湿润性的指标为湿润角，湿润角小于90°为亲水表面, 润湿角大于90°为疏水表面, 润湿角大于150°则称为超疏水表面。
最早描述液滴在固体表面润湿角的杨氏方程说明了润湿角与固体表面能的关系。
cos θ = (σs-g-σs-l)/σg-l ( 1)
式中的σs-g、σs-l 与σg-l分别为固气表面、固液表面与气液表面的表面张力。
对于粗糙表面，Wenzel 方程认为水滴在粗糙表面完全浸润, 其液滴接触角为: cos θr = r cosθ ( 2 )
式中的r 为表面粗糙度, 即实际表面积与表面投影面积之比值, θ为平整表面的接触角。
根据Wenzel 方程, 对于疏水表面, 增加表面粗糙度, 液滴的接触角增大, 而对于亲水表面, 增加表面粗糙度, 液滴的接触角反而减小。
Cassie 等认为水滴在粗糙表面接触存在两种界面( 图1) : 水滴与固体界面以及由于毛细现象水滴无法进入微孔而形成空气垫从而形成的水滴与空气垫界面, 并认为水滴与空气垫的接触角为 180°, 因此, 提出粗糙表面的水滴的接触角为:
cos θr = r f 1cosθ- f 2 ( 3)
式中, f1、f2分别为粗糙表面接触面中液固界面的面积分数与气固界面的面积分数。
从上述模型可知,制备具有特殊结构的表面可以提高表面的接触角。
荷叶的微观结构
通过扫描电子显微镜图像，可以清晰地看到，在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”（每两个小山包之间的距离约为20－40μm）在山包上面长满了绒毛，在山包顶又长出了一个个馒头状的“碉堡”凸顶。
整个表面被微小的蜡晶所覆盖（大约200nm －2μm）。
因此，在“山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄、只有纳米级厚的空气层。
这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触，由于空气层、“山包”状突起和蜡质层的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动。
雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是"荷叶效应"能自洁叶面的奧妙所在。
实验方法
自清洁玻璃的制备加工方法很多，主要有溶胶-凝胶法；磁控溅射法；化学气相沉积法。
由于考虑到实验过程操作过程的方便，一般采用溶胶-凝胶法。
采用溶胶-凝胶法，以三甲基氯硅烷、氢氟硅酸和去离子水为前躯体，在玻璃基片上用提拉法制备出一种含-CF3强疏水性基团的氟硅烷薄膜。
1、溶胶的配制
实验中采用三甲基氯硅烷（(CH3)
3SiCl）、氢氟硅酸（H
2
SiF
6
）和去离子水
为原料配置氟硅烷有机溶胶。
在三甲基氯硅中加入一定量的H
2SiF
6
和去离子水搅
拌30min，得到黄色透明的氟硅烷溶胶，然后陈化24h备用。
三甲基氯硅烷先发生水解反应，生产三甲基硅氧烷，反应式为(1)。
三甲基硅氧烷再与H2SiF6得到—CH3基团，反应式为(2)。
2、疏水薄膜的制备
将玻璃基板经过酸洗、醇洗及超声波清洗后, 浸入氟硅烷溶胶中。
利用提拉法涂覆溶胶, 形成凝胶膜, 提拉速度为 0. 6mm/ s。
并进行 2000预处理最终 4000热处理, 得到氟硅烷薄膜。
实验结果预测
1.把制得的自清洁玻璃放于水中再取出，应该可以看到水快速滚落下来，而没有粘附在玻璃表面。
2.通过扫描电子显微镜观察得到玻璃的表面，应该有和荷叶相似的表面结构。
3.在室温环境下, 用接触角测量仪测量了薄膜表面5个不同位置的接触角, 并
取其平均值作为薄膜的表面接触角。
预计接触角大于100°。
4.可以得出结论：使用三甲基氯硅烷和氢氟硅酸，水为原料，利用溶胶凝胶法在玻璃表面制备了氟硅烷有机薄膜。
获得的氟硅烷薄膜表面含有-CF3疏水基团，这种表面结构和-CF3基团有利于获得超疏水。
问题分析
1.实验时可能因原料配比不同所得的薄膜疏水性会有所不同。
因此应以不同的三甲基氯硅烷和氢氟硅酸摩尔比会设置不同的对照试验。
通过最后的检测得出疏水性最好时的三甲基氯硅烷和氢氟硅酸摩尔比。
2.提拉玻璃时速度要均匀适中，否则都会影响所得薄膜的疏水性。
可以通过多次试验找到合适的提拉速度。
参考文献
1、赵高扬，郅晓，常慧丽玻璃表面超疏水性薄膜制备[D] 西安理工大学材
料与化工学院，陕西，西安710048.
2、石璞，陈洪，龚惠青，袁志庆，李福枝，刘跃军，超疏水表面制备的方
法[D] 1.中南大学粉末冶金研究所，长沙410083；2.中南林业科技大学，
长沙410004，3.湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室，湖南株
洲412008.
3、柳清菊，吴兴惠，刘强，王宝玲，TiO2薄膜超亲水特性的研究[D] 云南
大学材料与工程系，昆明650091.
4、李玲，周永文，苏少雄自清洁玻璃制备工艺研究[J].暨南大学理工学院，
广州市510632.。