Fabrication and Hydrophobic Properties of Coatings on Aluminum F...

铝基片表面憎水涂层的制备与憎水性研究主要涉及到材料科学、纳米技术和表面工程领域。憎水性是固体表面的一个重要属性，指的是固体表面排斥水的能力，通常用接触角（water contact angle）来表征。当接触角大于90度时，我们称之为憎水表面，而大于150度则被认为是超憎水表面。在本研究中，吕玉珍、汪乐峰等人通过使用六水硝酸锌和六次甲基四胺作为反应物，在铝片表面制备出了具有多孔微纳米结构的憎水涂层。 研究中提到的关键概念包括： 1. 溶液法（solution method）：一种化学合成技术，通过将材料溶解在溶剂中，然后通过蒸发溶剂或化学反应来获得固体材料。溶液法是一种简单且广泛应用于制备多种材料的方法。 2. 六水硝酸锌（zinc nitrate hexahydrate）和六次甲基四胺（hexamethylenetetramine）：这两种化合物用作制备憎水涂层的反应物，通过溶液法反应形成铝基片表面的多孔结构。 3. 可控形貌（controllable morphology）：指通过改变反应条件来控制所制备材料的形状、尺寸等结构特征。本研究通过调节反应物的摩尔比和总浓度来实现对铝基片表面多孔结构的形貌控制。 4. 超疏水性（superhydrophobicity）：指材料表面极端憎水，即水滴与之接触时会形成较大的接触角，表现出几乎不与水接触的特性。这通常与材料表面的微纳米结构以及低表面能有关。 5. 表面粗糙度（surface roughness）和表面自由能（surface free energy）：表面粗糙度的增加以及表面自由能的降低都有助于提高固体表面的憎水性。本研究通过调整多孔结构的间隙和纳米片层的厚度来改变表面的憎水性。 6. 铝基片（aluminum foil）：铝是一种轻金属材料，因其导电性、导热性以及良好的加工性被广泛应用于工业生产中。超疏水性的铝基片因其在防腐蚀、除冰、无损传输等方面的潜在应用而受到关注。 研究指出，与以往的研究不同，本研究通过溶液法实现了对铝基片表面多孔结构形貌的精确控制，这在调整表面润湿性方面非常重要。通过改变纳米片层的间隙空间和厚度，所获得的表面的接触角可以由疏水性转变为超疏水性。这不仅证明了通过溶液法合成可控制形貌憎水涂层的可行性，而且展示了在工程和工业应用中通过表面工程实现功能特性的潜力。 此外，研究还表明，制备超疏水铝表面的方法包括湿化学刻蚀、阴离子交换法、阳极氧化法等。最近，通过使用微结构的氧化锌(ZnO)和锌铝层状双羟基化合物(LDHs)也成功制备了超疏水表面，采用了等离子体辅助热蒸汽沉积方法和溶液法。 铝基片表面憎水涂层的制备与憎水性研究的进展，在提高材料耐腐蚀性、抗冰性以及促进无损材料传输等方面具有重要的实际意义和广阔的应用前景。通过材料表面的纳米级结构设计和表面能量控制，可以获得具有超疏水性的表面，这对于工业生产和日常生活中材料表面的功能化具有重要的指导作用。