超越自然的極端疏水

泡利→God made solids,but surfaces were the work of the devil.上帝創(chuàng)造了固體，魔鬼創(chuàng)造了界面

界面是流動(dòng)，漲落，擴(kuò)散和無序的集合

需求領(lǐng)域:高效冷凝和散熱；淡水資源缺乏；防霜，防凍雨；摩擦耗能，高樓清潔，光伏面板清潔，5G基站清潔，輪船減阻，防生物腐蝕；藥物緩釋控制；

超疏水:接觸角＞150°，滾動(dòng)角＜10°

Wenzel狀態(tài):cosθw=Rcosθ

Cassie-Baxter狀態(tài):cosθCB=-1+（1+cosθ）f

挑戰(zhàn)→穩(wěn)定性

1.化學(xué)穩(wěn)定性（酸，堿，溫度，紫外線）

2.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（刮擦）

3.潤濕狀態(tài)穩(wěn)定性（水滴撞擊，水滴擾動(dòng)）

荷葉→納米級(jí)納管→不斷分泌蠟質(zhì)→自修復(fù)

從2004年起，人們通常認(rèn)為Wenzel到Cassie狀態(tài)之間有能壘，自發(fā)的從Wenzel到Cassie狀態(tài)的潤濕狀態(tài)轉(zhuǎn)換不會(huì)發(fā)生。

如何實(shí)現(xiàn)從Wenzel到Cassie潤濕狀態(tài)轉(zhuǎn)換?

通過設(shè)計(jì)面積分?jǐn)?shù)f和后退角（Receding angle)來實(shí)現(xiàn)。

→深度自清潔（可以清潔結(jié)構(gòu)內(nèi)部臟物質(zhì)）

→超級(jí)穩(wěn)定的疏水多邊形液膜

多邊形的形成由固-液-氣三相接觸線向不同方向的能壘控制；

多邊形的形狀與微結(jié)構(gòu)的排列方式直接相關(guān)，而微結(jié)構(gòu)橫截面的形狀起次要作用；

多邊形液膜角點(diǎn)的銳利程度由液膜厚度決定；

對(duì)水滴，金屬液滴等都適用

→如何提高材料耐磨能力，同時(shí)保持超疏水性

材料制備（硬質(zhì)金屬骨架+超疏水介質(zhì)）

→減小固-液界面接觸時(shí)間將極大有利于防腐除冰

接觸時(shí)間與液滴質(zhì)量，呈球形時(shí)的半徑有關(guān)系，與液滴撞擊速度無關(guān)

液滴與水平運(yùn)動(dòng)物體相撞，接觸時(shí)間也會(huì)減少（幾米每秒的基底運(yùn)動(dòng)速度可以使固-液接觸時(shí)間降低40%）