超疏水原理
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精品课件
超疏水表面：接触角θ>150°,滚动角θ<10°的表 面
精品课件
Wenzel方程
Wenzel 发现表面的粗糙结构可增强表面的浸润性 ,认为这是由于粗糙表面上的固液实际接触面积大于表观 接触面积的缘故。可用 表面粗糙因子（r）衡量,其值为 表面的实际面积与几何投影面积之比。
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精品课件
r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面 积与几何投影面积之比
力存在，致使液体表面的分子有被拉入液体内部的倾向，所以任何液体表面都 有自发缩小的倾向，这是液体表面表现出表面张力的原因。
广为接受的光滑表面上的Yong氏方程描述了固液气三相界面上 液体对固体的本征静态接触角和三相间的表面张力的关系：
精品课件
当θ> 90°时表现为疏水性 θ<90°时表现为亲水性
精品课件
退角(θr ) , • 两者的差值(θa -θr ) 称为接触
角滞后。
• 表观接触角则处于前进角和后退角 两个临界值范围之间
精品课件
接触角滞后
接触角滞后的存在使得水滴在倾 斜的表面上不一定向下移动。随着 倾斜角的增大,在重力作用下,水滴 前部分的接触角增加而后部分的接 触角减小。只有同时达到临界接触 角时水滴才会向下滑动,定义这时的
超疏水涂层导读
辛辉 金桃燕
精品课件
内容简介
1.超疏水现象 2.超疏水表面的基本理论 3.超疏水表面的构造方法 4.超疏水性的功能及应用 5.目前研究与实用的状况
精品课件
超疏水现象
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Байду номын сангаас
精品课件
超疏水表面基本理论
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杨氏方程
表面张力：分子在体相内部与界面上所处的环境是不同的，所以有净吸
倾斜角为滚动角( sliding angle
, SA)α
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Wenzel模型和Cassie模型
正如上面所讨论的，Wenzel模型和 Cassie模型都认为固体表面的粗糙度可以 增强其表面的疏水性，但两者内在机制却 是不一样的。
滚动角的大小表征了固体表面的滞 后现象，只有拥有较大的接触角和较小的 滚动角才是真正意义上的超疏水表面。
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Wenzel方程和Cassie方程的适用性
• Wenzel方程和Cassie 方程不适用于宏观尺度组成 不均一的表面，也不适用与化学成分不均一的表 面
精品课件
接触角滞后
向某一固体表面上已达平衡的水滴 通过加水或抽水的方式来使接触角 增大或减小, • 定义接触线开始前移时的临界接触
角为前进角(θa ) , • 而接触线收缩时的临界接触角为后
精品课件
r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面 积与几何投影面积之比
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Cassie方程
Cassie 发展了Wenzel 理论,假定水与 空气的接触角为180°,提出粗糙的低表 面能表面具有超疏水性的机理,用以描
述水在粗糙固体表面上的接触角θc
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Cassie方程
式中f 为水与固体接触的面积与水滴在固体表 面接触的总面积之比。
超疏水表面：接触角θ>150°,滚动角θ<10°的表 面
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Wenzel方程
Wenzel 发现表面的粗糙结构可增强表面的浸润性 ,认为这是由于粗糙表面上的固液实际接触面积大于表观 接触面积的缘故。可用 表面粗糙因子（r）衡量,其值为 表面的实际面积与几何投影面积之比。
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r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面 积与几何投影面积之比
力存在，致使液体表面的分子有被拉入液体内部的倾向，所以任何液体表面都 有自发缩小的倾向，这是液体表面表现出表面张力的原因。
广为接受的光滑表面上的Yong氏方程描述了固液气三相界面上 液体对固体的本征静态接触角和三相间的表面张力的关系：
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当θ> 90°时表现为疏水性 θ<90°时表现为亲水性
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退角(θr ) , • 两者的差值(θa -θr ) 称为接触
角滞后。
• 表观接触角则处于前进角和后退角 两个临界值范围之间
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接触角滞后
接触角滞后的存在使得水滴在倾 斜的表面上不一定向下移动。随着 倾斜角的增大,在重力作用下,水滴 前部分的接触角增加而后部分的接 触角减小。只有同时达到临界接触 角时水滴才会向下滑动,定义这时的
超疏水涂层导读
辛辉 金桃燕
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内容简介
1.超疏水现象 2.超疏水表面的基本理论 3.超疏水表面的构造方法 4.超疏水性的功能及应用 5.目前研究与实用的状况
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超疏水现象
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超疏水表面基本理论
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杨氏方程
表面张力：分子在体相内部与界面上所处的环境是不同的，所以有净吸
倾斜角为滚动角( sliding angle
, SA)α
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Wenzel模型和Cassie模型
正如上面所讨论的，Wenzel模型和 Cassie模型都认为固体表面的粗糙度可以 增强其表面的疏水性，但两者内在机制却 是不一样的。
滚动角的大小表征了固体表面的滞 后现象，只有拥有较大的接触角和较小的 滚动角才是真正意义上的超疏水表面。
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Wenzel方程和Cassie方程的适用性
• Wenzel方程和Cassie 方程不适用于宏观尺度组成 不均一的表面，也不适用与化学成分不均一的表 面
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接触角滞后
向某一固体表面上已达平衡的水滴 通过加水或抽水的方式来使接触角 增大或减小, • 定义接触线开始前移时的临界接触
角为前进角(θa ) , • 而接触线收缩时的临界接触角为后
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r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面 积与几何投影面积之比
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Cassie方程
Cassie 发展了Wenzel 理论,假定水与 空气的接触角为180°,提出粗糙的低表 面能表面具有超疏水性的机理,用以描
述水在粗糙固体表面上的接触角θc
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Cassie方程
式中f 为水与固体接触的面积与水滴在固体表 面接触的总面积之比。