观察水下的表面润湿性

为更好地理解疏水 (防水) 表面的润湿性,科学家们已经采用徕卡共聚焦显微镜和表面光度仪。他们将水滴在表面上方并记录其影像,从而研究表面粗糙度及其随时间的变化。其目的在于促进用于多种应用的自清洁表面材料的开发。

在大自然,植物和昆虫经常利用防水表面保持自身清洁、避免沾上碎屑并减少水分流失。通常,当水接触到材料表面的同时形成液滴时,我们就能观察到这一现象。蜡或碳氢聚合物就是很好的例子。某种材料的防水能力被称为疏水性。超疏水表面 (如植物的叶子和昆虫的外骨骼) 具有极强的防水能力。

自清洁表面对于电子设备 (面板显示器、电路板和外壳)、车辆和建筑 (座椅、家具、窗口和墙壁) 以及纺织品 (衣物和织物) 非常实用。此类技术能帮助表面免受污染,简化清洁工作。它能大大减少灰尘和其它颗粒物以及水、油类和其它液体的粘附。

超疏水性是以色列理工学院 (Technion Israel Institute of Technology) Boaz Pokroy 教授所在研究小组的核心议题。借助 DCM 共聚焦显微镜/表面光度仪,该小组率先对疏水表面上水滴底部的水-气界面进行了成像。这些影像数据有助于增进对界面润湿现象的理解。此外,该小组在涂有一层薄蜡的金块上方滴上一滴水,对其表面记录了一系列影像。蜡质层的表面粗糙度随时间发生变化。蜡质层上的应变作用引发了重结晶现象,使得表面的性质在数小时内从疏水转变为超疏水。

超疏水表面很可能在日后广泛用于桌台、窗口、门甚至衣物。超疏水表面能够显著简化保洁工作。

 

 

 

 

沿着超疏水表面共聚焦影像的 X 维度测量谱线轮廓。该轮廓即为驻留在表面的水滴下方的水-气界面。轮廓的最大高度使用 Rt 值表示

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