覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性恢复机理研究

摘要：

目的 针对目前缺乏超疏水表面损伤后的湿润性恢复机理,揭示覆冰损伤后天然超疏水表面湿润性的恢复机理,以期为制备自恢复超疏水表面提供理论依据.方法 将荷叶置于低温低压人工试验室中,在不同"覆冰-脱冰"循环损伤次数后,使用共聚焦显微镜分别测量样品的湿润性、粗糙度,分别评价荷叶植株在"覆冰-脱冰"损伤后的湿润性及表面粗糙度的恢复过程,根据恢复过程特征分析恢复机理.结果 经"覆冰-脱冰"循环处理后的样品,其静态接触角降至 105.34°～123.07°,滚动角增至39.5°～70.2°,表面算术平均高度(Sa)降至 3.123～2.624 μm,表面均方根高度(Sq)降至 3.542～3.113 μm;对于"覆冰-脱冰"循环损伤1 次的荷叶植株,在48 h后其静态接触角恢复到 150°以上.滚动角在24 h后降至10°以下.经3 次"覆冰-脱冰"循环(约 72 h)后,静态接触角、滚动角恢复到初始值.经过5 次"覆冰-脱冰"循环损伤后,荷叶无法完成恢复过程,部分恢复湿润性后逐渐枯萎.结论 荷叶表面的静态接触角和滚动角恢复过程由表皮细胞重新扩张、表皮蜡层恢复 2 个因素决定.植株存活且表面局部损伤后,其静态接触角和滚动角都完全恢复,静态接触角更依赖于植物细胞和表皮蜡层所形成的微观粗糙度,而滚动角更依赖于微观粗糙度之上的纳观粗糙度,即滚动角比静态接触角更依赖于纳观粗糙度的恢复.

关键词：覆冰环境、超疏水、湿润性、恢复机理

所属期刊栏目：52

分类号：TB34(工程材料学)

在线出版日期：2023-10-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：306-312