力。
利用大氣壓下介質(zhì)阻擋放電制備超疏水表面，并測(cè)試其在低溫低濕度環(huán)境下的防冰和抑霜能力。
圖1 大氣壓等離子體制備超疏水薄膜裝置圖
圖2 放電實(shí)物圖
圖3 半導(dǎo)體制冷裝置
最終發(fā)現(xiàn)：
1）設(shè)計(jì)了大氣壓等離子體氣相沉積裝置，采用介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)，能夠低成本方便快捷地制備超疏水薄膜；在玻璃基底上成功制備出了超疏水表面，單體流量為20sccm時(shí)，靜態(tài)接觸角達(dá)到171.4°，滾動(dòng)角低于2°；在功率不變的情況下，加大單體含量會(huì)導(dǎo)致表面結(jié)構(gòu)不均勻，成膜質(zhì)量變差，以致滾動(dòng)角增大直至失去超疏水性。
2）在-2℃的低溫環(huán)境中，與未處理的裸玻璃板相比，制備的超疏水玻璃表面能夠顯著延長(zhǎng)靜態(tài)冷卻水滴的冷凍過(guò)程，結(jié)冰時(shí)間延長(zhǎng)至3倍以上；當(dāng)平臺(tái)具有傾斜度時(shí)，水滴滾走從而不會(huì)在樣品表面出現(xiàn)大面積覆冰；同時(shí)低溫下結(jié)霜試驗(yàn)表明，制備的超疏水薄膜由于μm～nm級(jí)的表面粗糙結(jié)構(gòu)，低溫條件下展現(xiàn)了良好的抑制結(jié)霜性能。
2、超疏水表面抗灰的研究 浙江工業(yè)大學(xué)馮杰教授課題組就發(fā)現(xiàn)，超疏水表面還可以明顯抗干灰塵沉積（ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(46), 40219-40227）。 這一結(jié)論其實(shí)是課題組在研發(fā)彩色、酷冷反紅外表面的過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)并論證得到的。近年來(lái)，建筑節(jié)能廣受重視，炎炎夏日，建筑物的樓頂和外墻均受到烈日中紅外線的輻射，大幅提升了空調(diào)能耗?？崂浞醇t外顏料可以緩解這一難題，但由它制造的酷冷涂層或薄膜表面，很容易粘附灰塵。后者會(huì)使酷冷表面對(duì)紅外線的反射率很快下降。 課題組原本指望超疏水表面靠雨水自清潔抵抗灰塵粘附，進(jìn)而確?？崂浔砻娣醇t外性能穩(wěn)定。但在戶外一個(gè)月試驗(yàn)后，卻發(fā)現(xiàn)即使不下雨，無(wú)冷凝水，超疏水表面也性能穩(wěn)定，而對(duì)照表面（反紅外但不超疏水），反紅外率明顯下降（下降30%）（圖1）。掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，超疏水表面鮮有灰塵沉積，而對(duì)照表面落滿灰塵（圖2）。 Figure 1 UV-visible-infrared reflectance of the LDPE film containing 5.0 wt% black “cool cold” pigments after being placed outdoors for 30 days without rain. A: superhydrophobic (SH) films; B: general films. Figure 2. SEM images of LDPE general film (A/B) and superhydrophobic film (C/D) both containing 5.0 wt% black” cool cold” pigments after been placed outdoors for 30 days without rain. B, D are magnified images of A, C, respectively. 模擬灰塵沉積實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，超疏水表面戶外抗灰塵沉積的機(jī)理在于較低的固-固相互作用力使得灰塵可以被微風(fēng)帶走。相比表面疏水的顆粒，超疏水表面更抗表面親水的顆粒的沉積。由于戶外灰塵普遍較親水，故超疏水表面可望在光伏電站、建筑外墻等需要抗灰塵沉積的領(lǐng)域獲得應(yīng)用，尤其是干旱少雨地區(qū)。
