前言

超疏水表面因其在人們的日常生活和國民生產各個領域有著巨大的應用前景而受到研究者的廣泛關注。對自然界超疏水表面的研究發現，固體表面的潤濕性是由材料表面的化學組成（表面自由能）和表面微觀形貌決定的，通過改變固體表面的微觀結構和表面自由能可以實現對固體材料表面潤濕性的調控。基于上述理論，從表面微觀結構和表面自由能兩個方面著手，利用多種技術手段構建適當的表面微觀結構，同時對材料的表面自由能加以調控，實現了對不同基底材料潤濕性的調控，為超疏水表面的制備提供了新的工藝手段和方法。

本書的主要研究內容如下。

1.采用激光加工技術在硅、鎂合金表面構造規則的粗糙表面結構，利用自組裝技術進行氟化硅烷修飾，制備得到具有超疏水性的硅、鎂合金表面。研究了具有規則形貌結構的改性表面與接觸角之間的關系，通過建立數學模型對超疏水表面的潤濕狀態進行分析，闡明了基于激光加工與自組裝技術構建硅、鎂合金表面的超疏水狀態符合Cassie-Baxter狀態模型。

2.基于位錯刻蝕理論，利用溶液刻蝕處理鋁鎂合金試樣構建微觀粗糙結構，通過自組裝技術降低微觀粗糙表面自由能，制備得到鋁鎂合金超疏水表面。研究發現，刻蝕時間的不同使制備得到的超疏水表面與水滴之間的黏附力存在明顯差異，分析認為，黏附力的差異是水滴在具有不同微觀結構表面上所處的狀態不同造成的。

3.通過微弧氧化技術在鎂合金表面生成微觀粗糙結構，再利用自組裝技術獲得了鎂合金基底超疏水表面。對試樣表面進行微摩擦學測試表明，致密層和疏松層以及經自組裝分子膜修飾后的膜層均具有比鎂合金基底具有更好的耐磨性能；基于自組裝技術制備的疏水/超疏水表面形成的邊界潤滑膜在一定載荷條件下均能有效地降低基底的摩擦系數，邊界潤滑膜失效后，基底表面特性占主導地位。

4.采用微弧氧化技術在鎂合金表面生成微細表面結構，利用環氧樹脂溶液和納米二氧化硅分散液對該表面進行涂覆處理，形成二氧化硅納米顆粒均勻分布的粗糙表面，再利用全氟硅烷改性后，制備得到具有微/納二元粗糙結構的超疏水性復合涂層。研究表明，此表面具有穩定的超疏水效果，其對不同pH值的液滴均表現出超疏水性，并且，相比鎂合金基底，耐蝕性得到顯著提高。

特別感謝大連海事大學的張會臣教授在本人從事超疏水表面研究過程中給予的指導性意見和無私的幫助，在此表示衷心的感謝。

由于時間倉促、水平有限，不當之處在所難免，懇請同行和讀者批評指正。

李杰

2015年7月