21 / 2022-07-19 14:50:28

仿生去耦合耐磨超疏水涂层的制备及其防污减阻行为研究

仿生；超疏水；去耦合；防污；减阻

仿生超疏水涂层因具有广阔的应用前景引起了研究者广泛关注，然而构建强机械稳定性的超疏水涂层并实现其大面积生产仍然是一个挑战。本文制备了一种简单且低成本的仿生去耦合耐磨超疏水涂层，水滴与此涂层的接触角为~158.4°、滚动角为~3°。该涂层的超疏水性和机械稳定性分布在两个不同尺度的微结构上，其中低能修饰的纳米TiO₂颗粒实现超疏水性，微米SiO₂颗粒用于机械稳定性。该仿生去耦合耐磨超疏水涂层表现出对冲击水滴的高排斥性；胶带剥离和划格测试表明该涂层与基体较好的附着力；砂纸磨损和UMIT-3磨损测试表明该涂层较好的机械耐磨性，且摩擦系数仅为~0.2。该超疏水涂层在水下的浮力增强、阻力降低（减阻率降低~30.09%）。此外，得益于TiO₂的光催化性能，该涂层还可用于降解有机物以实现海水净化，呈现较好的自清洁和防污性能。因此，仿生去耦合耐磨超疏水涂层有望应用于海洋领域的各类金属材料表面，其简单环保低成本的方法具有潜在的实际应用潜力。