超疏水性材料在智能家电行业中的应用前景

（文章来源：智能家居网）

基于大自然赋予的灵感，科研工作者将这种神奇的“荷叶效应”引入到材料领域。从目前的文献报道来看，国内外关于制备超疏水表面的相关理论研究和制备技术发展已逐渐趋于成熟，已经利用多种方法制备出了多种性能优异的超疏水性表面，主要涵盖具有超疏水性能的薄膜、涂层以及织物等等。它们在工农业生产和人们的日常生活中都有着及其广阔的应用前景。

例如，将其应用于石油管道中，可以防止石油对管壁的粘附，从而减少运输过程中的损耗并防止石油管道堵塞；作为汽车、飞机、航空器等的挡风玻璃，不仅可以减少空气中灰尘等污染物的污染，还能够使其在高湿度环境或雨天保持干燥；用于水中运输工具，可以减少水的阻力，提高行驶速度；用于微流体装置中，可以实现对流体的低阻力、无漏损传送；用于微量注射器针尖上，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的针尖污染。基于超疏水材料的优异性能及广泛用途，设想将其应用到家电设备上，有望解决困扰家电行业多年的技术难题。

当今社会，空调已成为高度普及的家用电器。空调夏天制冷时，换热器上会产生大量冷凝水，需要专门的排水管将其排到室外，这不仅降低了空调的能效比，而且容易出现漏水现象，更为严重的是冷凝水会带走大量能量，造成室内的空气湿度不断减小，导致人们生活、工作的环境恶化。同样，冬天制热时，室外机换热器会结霜，霜层的存在会增加换热热阻，降低传热系数，对换热系统造成一定的危害。为了除霜不得不经常停掉空调，这不仅浪费电能还容易出现制热失效等各种故障。因此，防凝露和除霜控制是空调制冷行业方兴未艾的研究课题。受到超疏水表面特殊结构的启发，许多学者开展了超疏水抑霜的研究。

Liu［8］ 等利用磁控溅射技术制备了一种具有类似荷叶表面的微纳米二元结构的超疏水表面，水滴在超疏水表面上的接触角高达162 °。对这种疏水表面上的结霜过程进行了实验研究，结果表明增强表面疏水特性可以在一定程度上延缓初始霜晶的出现并影响霜层的结构，但这一影响仅局限于结霜初期，一旦冷表面被霜层覆盖，表面的疏水特性不再起任何作用。徐文骥［9］ 等采用中性电解液，通过电化学加工技术及氟化处理方法制备出铝基体超疏水表面，接触角达到160 °，滚动角小于5 °，并在其上进行了结冰和结霜研究。

结果表明：该超疏水表面经过50 多次结霜、除霜后，仍具有很好的超疏水性能，表现出良好的重复性和耐久性；与普通铝表面相比，铝基体超疏水表面具有明显的延缓结冰霜作用，霜晶先出现在四周边缘处并逐渐蔓延到中间，霜层疏松，结构脆弱，在外力作用下可轻松去除，但抑霜能力随着冷表面温度的降低而减小。由于部分超疏水表面在冷凝阶段丧失疏水性从而丧失抑霜性能，大大地限制了超疏水表面在抑制结霜方面的潜力。纳米结构超疏水表面较好地解决了上述问题。