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超亲水材料的研究进展及应用

刘洪达  赵巍  李世瀚  齐先志  王小东  
【摘要】:自然界中存在着很多超亲水现象,受其启发人们探索各种方法制备超亲水材料,并总结了材料实现超亲水功能的两大关键条件,高能表面和表面粗糙结构。研究中人们逐渐发现其自清洁、抗反射、防腐蚀、防结冰、油水分离等功能,这不仅在工业领域有着广泛的需求场景,而且在商业乃至日常生活中也有一定的应用价值。归纳了超亲水材料的制备方法,包括溶胶-凝胶法、水热法、逐层自组装法、相转化法、界面聚合法等,并从实现量产与工业化的角度对各种方法进行了对比。另外介绍了超亲水材料的主要功能及潜在应用领域,其中有些特性如自清洁已经应用在玻璃上并商业化,相较下工业领域的要求更高,因此应用难度更大。最后指出了现阶段开发的超亲水材料在稳定性、制备工艺、环境影响等方面存在的问题,同时对未来的研究方向给出了建议。尽管目前超亲水材料距离大规模应用还存在很多关键问题和挑战,但研究制备低成本、性能稳定、绿色环保的超亲水材料仍然具有重要意义。

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