9月16日消息,发表于《胶体与界面科学通讯》(Colloid and Interface Science Communications)的综述系统梳理了耐用超疏水材料的制备策略、失效机制、功能应用与工业化挑战,提出从“材料如何失效”出发重新设计超疏水表面的思路。

超疏水材料结合分层表面粗糙结构与低表面能化学,可实现超高水接触角和低水粘附,使水滴在表面滚动并带走污染物(Cassie-Baxter润湿态)。但长期保持超疏水性是行业主要难题:机械磨损会破坏微纳结构,化学品、紫外辐射、温度波动等环境暴露会降解低表面能组分,使最初性能优异的表面逐渐失去防水功能;此外涂层-基材界面附着不良可在结构和化学完好时仍发生开裂、剥离。

综述涵盖模板法、化学蚀刻、静电纺丝、自组装、溶液浸渍、气相/化学沉积、电沉积、喷涂与溶胶-凝胶等制备路线:模板法可生成规整分层结构,化学蚀刻可直接对金属基材表面织构化以降低脱层风险,激光-化学复合工艺兼顾微米结构控制与纳米粗糙度,喷涂与溶胶-凝胶则利于大面积施工。耐久性策略包括共价锚固提升化学稳定性、层层组装增加冗余、自相似结构在磨损后自我恢复等。

作者强调,单凭水接触角不足以评价耐久性,应辅以滑动角、接触角滞后与液体刺穿压力,并使测试条件匹配盐雾、紫外线、刮擦等实际服役环境。值得注意的是,PFAS限制正在收窄可选配方空间,推动低表面能组分向替代化学转移。防除冰、抗污、防腐等国防与工业应用被视为该领域的高价值出口。 (来源:AZoM)