斌等:仿生超疏水表面技术及其军事应用 大成果。首先是激光刻蚀的方法进一步发展,通过与国民经济上广泛应用。 超短飞秒激光脉冲轰击铜或钛金属,这些超高能 激光脉冲会在金属表面刻蚀出大量细纹,在这些 参考文献 纹路上密集分布且高低不平的纳米结构改变了金 属表面的湿润性质。其实是进一步改进了周期性 [ Barthlott W and Neinhuis C Purity of the sacred 阵列疏水表面单元结构,采用T字型甚至是蘑菇tu, or escape from contamination in biological surface 型的异性结构设计,通过MEMS工艺制备的超疏P 水表面使得完全亲水的有机液滴呈现大于150的 [2]王奔,念敬妍,铁璐等.稳定超疏水性表面的理 静态接触角D。物理刻蚀的方法不同于上面提到的论进展物理学报,2013.6214680 化学合成法依赖于表面材料涂层,物理刻蚀方法 P, et al. Drag eduction on a patterned obic surface 彻底改变了固体表面的性质,这种粗糙结构因为 Phys Rev Lett, 2006. 结合力问题随着时间脱落。 [4]Weng C J, Chang, C H Peng C W, et al. Ad- vanced anticorrosive coatings prepared from the mimicked 四、总结与展望 xanthosoma sagittifolium -leaf-like electroactive eposy with 超硫水表面研究领域是典型的多学科交叉领 catalytic capability [J]. Chem Mater,201,23:2075 域,虽然疏水理论很早就已经获得,但是直到20 [5] Mishchenko L, Hatton B, Bahadur V, et al.De- 世纪末荷叶表面微结构的发现才开始被关注。超 of impacting water droplets []. ACS N020769 疏水表面研究目前是一个发展快速的研究领域, 阿6]代学玉,冷宝林,高兰玲等.超疏水表面的制备 每年发表的相关文献数目在快速增长,超疏水表方法[J广东化工,2014,4:90 面理论、性质、制备、应用等得到了广泛而深入的 [7] Liu T Y and Kim C J. Tuning a surface super- 研究。目前超疏水表面理论依然有待完善,制备工 repellent even to completely wetting liquids. Science 艺有待进一步提高并降低成本,制备表面的耐磨2014,346:6213 损性质也同样有待提高。一旦超疏水表面制备与 耐磨损性质获得研究突破,有望在未来军事装备 The Bionic Superhydrophobic Surface Technology and Its Military Application YU Bin, wU Xue-zhong, XIAO Ding-bang (College of Mechatronics Engineering and Automation, National Universiy of Defense Technology, Changsha, Hunan, 410073, P. R. China) Abstract: Wettability is one of the important properties of the solid surface. Hydrophobic surface has potential applica- tion in the self-cleaning freeze resistance anti-oxidation corrosion resistance drag reduction and other fields. This paper in- per hydrophobic surface technology is still in the lab at presen, 6. on method and potential military applications. The su- will be widely used in the military and economic Key words: superhydrophobic; surface microstructure; static contact angle余 斌 等：仿生超疏水表面技术及其军事应用 45 大成 果 。首先 是激 光刻 蚀 的方 法进 一 步发 展 ，通 过 超 短飞 秒 激光 脉 冲轰 击铜 或 钛 金属 。这 些超 高 能 激光 脉 冲会 在 金属 表 面刻 蚀 出大量 细 纹 ，在 这 些 纹 路上 密 集分 布且 高低 不平 的纳 米结 构 改 变 了金 属 表 面 的湿润 性 质 。其 实是 进 一 步改 进 了周期 性 阵 列疏 水 表 面单元 结 构 ，采 用 T字 型甚 至 是蘑 菇 型 的异 性结 构设 计 ，通 过 MEMS工 艺制 备 的超 疏 水 表面 使得 完全 亲水 的有机 液滴 呈 现大 于 150。的 静 态接 触角 。物 理刻 蚀 的方 法不 同于上 面提 到 的 化 学合 成 法依 赖 于表 面 材料 涂 层 ，物 理 刻 蚀方 法 彻底 改 变 了 固体表 面 的性 质 。这种 粗 糙 结 构 因为 结合力问题随着时间脱落。 四、总结与展望 超 疏水 表 面研 究 领域 是 典 型 的多 学 科 交叉 领 域 ，虽 然疏水 理 论很 早就 已经获 得 ，但是 直 到 20 世纪 末 荷 叶表 面微 结 构 的发 现 才开 始 被 关 注 。超 疏 水 表 面 研 究 目前 是 一 个 发展 快 速 的研 究 领 域 ． 每年发表的相关文献数 目在快速增长 ．超疏水表 面 理论 、性 质 、制 备 、应 用 等得 到 了广 泛 而 深 入 的 研究。目前超疏水表面理论依然有待完善 ．制备工 艺有待进一步提高并降低成本 ，制备表面的耐磨 损 性 质 也 同样有 待 提 高 。一 旦超 疏 水 表 面制 备 与 耐磨 损性 质 获得 研 究 突破 ，有 望在 未 来 军事 装 备 与 国民经 济上 广 泛应用 。 参考文献 [1] BarthlottW and NeinhuisC Purityofthesacred lotus， or escape from contamination in biological surface [J]．Planta，1997，202：1． [2】 王 奔 ，念 敬 妍 ，铁 璐 等 ．稳 定 超 疏 水 性 表 面 的 理 论进展[J]．物理学报，2013，62：146801． 【3】 TmesdellR，MammoliA，Vorobief P，eta1．Drag reduction on a patterned superhydrophobie surface [J]． Phys Rev Lett，2006，97：044504． 【4】 WengC J，Chang，C H PengC W，eta1．Ad· vanced anticorrosive coatings prepared from the mimicked xanthosoma sagittifolium —leaf—like electroactive eposy with synergistic effects of superbydrophobicity and redox catalyticcapability[J]．Chem Mater，2011，23：2075． [5] MishchenkoL，Hatton B，BahadurV，eta1．De— sign ofice—free nanostructured surfaces based on repulsion of impactingwaterdroplets【J]．ACSNano，2010，4：7699． f61 代学 玉，冷宝林，高兰玲等．超疏水 表面 的制备 方法[J]．广东化 工，2014，41：90． [7】 “uT Y and Kim C J．Tuningasurfacesuper￾repellenteven to completelywetting liquids [J]．Science， 2014，346：6213． TheBionicSuperhydrophobicSurfaceTechnology and ItsM ilitaryApplication YU Bin，W U Xue—zhong，XIAO Ding-bang (CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，NationalUnweni~of DefenseTechnology,Changsha,Hunan，410073，P R．Chino．) Abstract：Wettability is one ofthe importantproperties ofthe solid surface．Hydrophobic surface haspotentialapplica— tion in the self-cleaning freeze resistance anti—oxidation corrosion resistance drag reduction and otherfields．This paperin． troduces the charactenistics ofsuperhydrophobic surfaces，its prepartation method and potentialmilitary applications．The SH． per hydrophobic surface technology is still in the lab atpresent，but itwillbe widely used in the military and economic development． Key words：superhydrophobic；surface microstructure；static contactangle