金屬耐腐蝕性與自修復研究

• 金屬超疏水表面因長期接觸腐蝕介質易出現耐腐蝕性衰減，自修復超疏水表面成為當前研究熱點。其防護機制在于微納結構與腐蝕介質間的空氣層形成屏障，抑制電子遷移，較傳統噴涂（污染）或鍍膜（高成本）更環保經濟。

減阻與減磨特性應用

• 減阻機制：超疏水表面通過邊界層空氣滑移效應減少流體阻力，適用于船舶、飛機節能場景。水下維持空氣墊技術是研究重點。
• 減磨耐磨：微結構存儲磨屑/潤滑劑與低表面能協同降低摩擦系數，減少材料損傷。低黏附表面研究成熟，黏附性表面摩擦學成為新方向。

液滴操縱與功能化設計

• 親疏結合結構：受沙漠甲蟲啟發，通過圖案化設計實現液滴選擇性輸送。低黏附表面可無損耗輸送液滴，高黏附表面可充當“機械手”操縱液滴。Wu等人通過曲率調控實現黏附性可調的智能表面，在傳感器、芯片領域潛力顯著。

油水分離與環保應用

• 高效分離材料：超疏水材料親油疏水特性適用于燃油泄漏治理。Ma等人以木材為基底制備的復合材料油水分離效率達97%；Liu等人通過靜電吸附制備的棉織物分離效率97.8%；Mohamed等人開發的棉織物可循環利用且對硅油吸收率最優。

3D打印技術突破

• FDM技術優勢：熔融沉積成型技術因成本低、工藝簡單、耗材廣泛成為科研首選。通過調控PLA材料浸泡時間、修飾條件及SiO?含量，可實現潤濕性精準調控。
• 多場景驗證：
  • 優化樣品經形貌分析、耐水壓測試及油水分離實驗驗證性能。
  • 不同潤濕性樣品的水滴蒸發動力學研究揭示形貌、接觸角、體積變化規律。
  • 光固化樹脂多孔表面通過SiO?含量調控，經油水分離、自清潔、結冰試驗驗證綜合性能。

技術展望：超疏水表面在軍事、生物醫學、遠洋運輸等領域應用潛力巨大。通過機理研究深化特性認知，結合3D打印技術突破制備瓶頸，將推動其在各行業的規模化應用，服務人類社會發展。

上一篇：3D打印超疏水多孔材料蒸發特性與模式研究
下一篇：3D打印超疏水表面從多孔薄膜到油水分離的創新突破