【透明超疏水涂层在玻璃表面的应用分析概述1500字】

透明超疏水涂层在玻璃表面的应用分析概述1.1减反增透性光照射到玻璃上，入射光线的一部分会发生折射和反射现象，导致透过玻璃的光损失。而超疏水玻璃表面由于存在一定的微观粗糙结构，入射光线透过该表面时会发生光散射现象，使反射率和折射率降低，透过率增大，具有一定的减反增透性。如将具备减反增透性的透明超疏水涂层应用在光学设备或太阳能电池上，可大大提高设备清晰度，增大图像分辨率，提高太阳能的转换效率。如图1-10，Adak等[43]将制备的二氧化硅超疏水涂料涂覆于太阳能电池板上，所得玻璃板具有良好的抗反射性能，最大透射率从91.8％增加到95.5％，最小反射率也从8.7％减小到3.2％，不仅保持了光伏模块的清洁性，还大大提高了工作效能。如图1-11，Tao等[53]通过溶胶-凝胶工艺，用含有六甲基二硅氮烷的纳米二氧化硅颗粒，制备出具有超疏水性和超低折射率的抗反射涂层，折射率低至1.08，光透射率提高了4％以上，在电子研究领域具有广泛应用前景。图1-10不同二氧化硅涂层的(a)透射光谱和(b)反射率光谱Fig.1-10Comparisonof(a)transmissionspectraand(b)reflectancespectrafordifferentsilicacoatedsubstrate图1-11实验原理及效果图Fig.1-11Experimentalprincipleandeffectdiagram1.2海洋金属防腐在海洋资源的开发利用过程中，绝大部分海洋设施都暴露在海洋大气或浸入在海水之中，而海洋大气湿度高，含盐量高，且温度变化复杂，对暴露在海洋大气中的金属设备造成了严重腐蚀，海水中存在的大量微生物，会附着在船舶等金属构件表面，使金属受到海洋微生物腐蚀的威胁[54,55]。超疏水涂层的微纳米复合粗糙结构，会在金属表面产生一层空气膜，大大降低了金属与液体的接触面积，增大液体浸润金属基体表面的阻力，并且可以有效减少细菌细胞与材料表面之间的黏附，达到金属表面防腐目的，在腐蚀领域展现出了极大优势。如图1-12，Sun等[56]通过皮秒激光在304不锈钢上制造出具有可控周期性结构的超疏水表面，实验将样品在夏季海水中浸泡5周，结果表明，与裸露的不锈钢板相比，样品具有明显的抗生物污垢作用，平均微生物附着面积比降低近50％，这说明该涂层可用于抑制舰船设备的生物沾污，抵抗海洋腐蚀。Li等[57]在铝合金表面制备了具有良好疏水性的锂-铝层状双氢氧化物膜，经过3.5wt％的NaCl溶液浸泡、中性盐测试以及电化学阻抗谱表明，与裸铝合金相比，该膜具有更高的耐腐蚀性，同时该膜对大肠杆菌，枯草芽孢杆菌显示出优异的抗菌性。张欢欢等[58]用聚脲醛纳米颗粒(PUFNPs)在Q235钢表面制备了具有不同黏附性能的超疏水涂层，结果表明，低黏附超疏水涂层具有优异的海洋防腐和抑制细菌微生物附着的能力，而高黏附超疏水涂层具有良好的液滴载运能力。图1-12将样品浸入约五周后的照片：(a)具有微槽纹的SHS；(b)具有微坑纹的SHSFig.1-12PhotographsofSHSsafterbeingimmersedforaboutfiveweeks:(a)SHSwithmicro-groovepattern;(b)SHSwithmicro-pitpattern1.3防覆冰性在寒冷的天气，冰雪会在固体表面附着集聚，发生结冰，当沉积的冰雪达到一定数量，会对诸如电力线，电信塔，飞机等系统的性能造成巨大的损害，这不仅严重影响了我们的日常生活，也造成了一定程度的经济损失[59]。超疏水表面具有良好的防覆冰作用，它不仅可以防水，减少冰雪附着，还可以延迟结冰过程，在防覆冰领域具有非常重要的应用价值，如图1-13，Saffar等[60]将制备的ZnO/PTFE-SiO2纳米超疏水涂层应用于高压铜传输电缆，经测试，电缆表面水接触角从45°增加到164°，冰形成时间从70s增加到500s，整个覆冰过程所需的时间以及结冰的起始时间都非常长，这意味着所获得的超疏水纳米涂层可以用作铜高压输电线路的抗结冰涂层。Zhu等[61]制备了聚二甲基硅氧烷（P25-PDMS）透明超疏水涂层，所得涂层具有良好的光响应性、机械强度和防覆冰性，经测试，制备的超疏水样品结冰时间由350s延迟到600s，对改善防冰性能起着重要作用。Qi等[62]制备了氟改性的TiO2疏水涂层，与未改性涂层相比，水滴的结晶温度降低了10.3℃，另外，在-10℃的测试温度下，氟改性的TiO2表面的冷冻延迟时间大于25分钟，表现出优异的防覆冰性能。图1-13含有超疏水涂层的高压铜芯电缆表面上的水滴在不同时间间隔的结冰过程Fig.1-13Theicingprocessofwaterdropletson