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基于超疏水原理的自清洁表面研究进展及产业化状况

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化工进展 2010年第2期29卷 281-284,288页

作者：郑建勇钟明强冯杰浙江工业大学化学工程与材料学院浙江杭州310014

简要介绍了超疏水表面的自清洁原理及制备方法。从能否量产和自清洁稳定与否角度出发,指出了超疏水自清洁表面存在的问题。概括了当前超疏水自清洁表面的产业化状况,对其未来发展作了展望。

关键词：超疏水自清洁表面产业化状况综述

基于超亲水原理的自清洁表面研究进展及产业化状况

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材料导报 2009年第S1期23卷 42-44页

作者：郑建勇钟明强冯杰浙江工业大学化学工程与材料学院

简要介绍了超亲水表面的自清洁原理、各种制备方法及目前超亲水自清洁表面的产业化状况。从初始接触角、光谱响应范围和超亲水持久性角度出发,指出了当前超亲水自清洁表面研究中存在的问题。最后对其未来发展进行了展望。

关键词：超亲水自清洁表面产业化状况

超疏水-光催化双重自清洁表面的性能表征方法研究进展

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化工新型材料 2024年

作者：高帅骁袁琛沣黄凡润张鑫陶士强熊心妍张弛河海大学材料科学与工程学院河海大学水利水电学院河海大学环境学院

自清洁表面凭借其环境友好、节省资源等特点，具有广泛的应用前景。其中，双重自清洁表面通过超疏水性和光催化活性的协同作用，能够利用自然环境条件下雨水冲刷和太阳光照射以高效去除表面粘附的无机颗粒和有机污染物，克服单一功能自... 详细信息

自清洁表面凭借其环境友好、节省资源等特点，具有广泛的应用前景。其中，双重自清洁表面通过超疏水性和光催化活性的协同作用，能够利用自然环境条件下雨水冲刷和太阳光照射以高效去除表面粘附的无机颗粒和有机污染物，克服单一功能自清洁表面存在的局限性，进而有望实现自清洁表面的长效使用。双重自清洁表面的性能表征方法研究是其研究基石。因此，主要聚焦于双重自清洁表面的性能表征方法，包括光催化自清洁性能、超疏水自清洁性能、双重自清洁耐久性能的表征方法。同时针对现阶段表征方法存在的不足给出了建设性意见，并展望了超疏水-光催化双重自清洁表面的未来发展趋势。可为自清洁表面的性能科学表征提供一定的理论依据和技术支持。

关键词：自清洁表面光催化性能超疏水性能双重耐久性表征方法

基于多元耦合仿生理论的铝合金抗污自清洁表面的制备

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基于多元耦合仿生理论的铝合金抗污自清洁表面的制备

作者：娄广军山东理工大学

学位级别：硕士

随着节约能耗和减少排量的要求逐渐提高,轻量化已经成为全球汽车行业发展的必然趋势。而铝和铝合金由于比重小、比强度高,具有良好的成形性能、力学性能、物理性能以及工艺性能,被广泛应用于航空航天、交通运输、海洋船舶等领域,特别是... 详细信息

随着节约能耗和减少排量的要求逐渐提高,轻量化已经成为全球汽车行业发展的必然趋势。而铝和铝合金由于比重小、比强度高,具有良好的成形性能、力学性能、物理性能以及工艺性能,被广泛应用于航空航天、交通运输、海洋船舶等领域,特别是在汽车轻量化方面发挥了重要作用。然而,大部分汽车生产企业主要关注于铝合金表面的耐磨性、耐蚀性等使用性能,而忽视了对表面抗污自清洁性能的要求。近年来,随着对仿生工程学的研究不断深入,人们逐渐找到了一种克服这一难题的新方法。在大自然中,蚯蚓、蜣螂等动物体表的某些部位呈多尺度微观结构,这种特定结构减小了液体与动物体表的接触面积,增大了液体在体表的接触角,与某些植物叶面的“荷叶效应”的原理极其相似。这种“荷叶效应”实质上是表面形态、结构与材料的耦合,即表面蜡质材料和微观粗糙结构的协同作用使得生物体表具有抗污自清洁性能。因此,本文基于多元耦合仿生理论和自清洁理论,采用喷丸和电化学氧化技术制备铝合金抗污耐蚀自清洁表面,对于改善铝合金使用性能、加快铝合金在汽车轻量化方面的应用具有重要意义。具体研究内容如下:(1)本文首先对抗污自清洁表面的相关理论和模型进行研究,并选用Cassie模型作为制备铝合金抗污自清洁表面的基础模型。并对生物仿生相关理论和应用进行分析,指出进行多元耦合仿生,即在非光滑形态表面上再进行微纳米多层结构构建,最后再进行表面低能化处理,该理论是本文制备铝合金抗污自清洁表面的理论依据和参考。(2)运用喷丸工艺在铝合金表面塑造微米凹坑结构。研究了喷丸工艺参数对表面形貌、表面接触角、表面黏着能等表面性能的影响作用,并对工艺参数进行了优化,优化后铝合金表面的接触角和滚动角分别达到148.4°和2.5°。铝合金试件经喷丸和氟化处理后,虽然滚动角远小于10°,但接触角并没有达到150°,从而表明一元微米凹坑结构即使经过低能化处理,但没有达到理想的超疏水性能。(3)用电化学氧化方法在铝合金表面制备纳米珊瑚状结构。研究了电化学氧化工艺参数对表面形貌、表面接触角、表面黏着能等表面性能的影响作用,并对工艺参数进行了优化。优化后铝合金表面接触角为163.5°、滚动角为13°。铝合金试件经喷丸和氟化处理后,虽然接触角大于150°,但滚动角并没有降到10°以下,从而表明一元纳米珊瑚状结构即使经过低能化处理,也没有达到理想的超疏水性能。(4)将喷丸工艺和电化学氧化方法相结合,即在喷丸塑造的表面凹坑微米结构上再经电化学氧化处理,构造出珊瑚状纳米结构,最终形成微纳米双重复合结构。还对氟化修饰后的铝合金表面进行了微观形貌、水滴接触角、表面黏着能、硬度等性能进行了分析。铝合金试件经喷丸、电化学氧化和氟化处理后,接触角达到153°,同时滚动角降至5°。由于接触角和滚动角都能满足超疏水表面的要求,从而表明微纳米双重复合结构经过氟化修饰后,具有良好的抗污自清洁性能。同时表面EDS能谱分析与电化学测试结果表明,本文所制备的抗污自清洁表面,具有优异的耐蚀性能。

关键词：多元耦合仿生自清洁表面铝合金喷丸电化学氧化

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材料导报（纳米与新材料专辑） 2009年第2期23卷 42-44页

作者：郑建勇钟明强冯杰浙江工业大学化学工程与材料学院杭州310014

关键词：超亲水自清洁表面产业化状况

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密闭空间微生物消杀方法研究进展

北京理工大学学报 2025年第1期 87-104页

作者：戴荣继郭子沐张莹北京理工大学生命学院

空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器，在密闭恒温恒湿的环境下，微生物的数量会快速增加，如果不加以控制，就会危害宇航员的身体健康，腐蚀或损坏航天器材，对航天安全产生不利的影响... 详细信息

空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器，在密闭恒温恒湿的环境下，微生物的数量会快速增加，如果不加以控制，就会危害宇航员的身体健康，腐蚀或损坏航天器材，对航天安全产生不利的影响.通过阐明空间微生物污染的主要来源与空间微生物污染对宇航员健康和设备安全方面造成的危害，综述了各种杀菌消毒方法如高温、辐射、环氧乙烷、臭氧、超临界流体、气体等离子体、光催化氧化、自清洁表面和诱导发光聚集等的作用原理、应用场景以及各方法可否应用于空间环境的优缺点，并且对适用于空间微生物污染防控的方法进行了评价.

关键词：空间生物学空间站消毒杀菌方法超临界流体气体等离子体光催化氧化自清洁表面聚集诱导发光

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光催化技术在建筑环境与设备中的应用及研究现状

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暖通空调 2006年第3期36卷 29-36页

作者：吴延鹏马重芳北京工业大学

简述了光催化技术在建筑环境与设备领域中的研究和应用,目前研究开发的热点是利用光催化技术改善室内空气质量、光催化材料的杀菌作用、光催化材料的自清洁和防雾功能、利用光催化材料强化空调与制冷换热设备的传热性能;对其应用研究现... 详细信息

简述了光催化技术在建筑环境与设备领域中的研究和应用,目前研究开发的热点是利用光催化技术改善室内空气质量、光催化材料的杀菌作用、光催化材料的自清洁和防雾功能、利用光催化材料强化空调与制冷换热设备的传热性能;对其应用研究现状进行了分析,并指出需要进一步研究的问题。

关键词：光催化建筑环境与设备空气净化杀菌自清洁表面防雾超亲水强化传热

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自清洁材料的研究进展

现代化工 2024年第7期44卷 31-35,40页

作者：祝子媚马兴涛吴菲许茂东安徽工程大学化学与环境工程学院安徽芜湖241000

针对自清洁材料的构筑方法进行系统整理和归纳,围绕自清洁表面亲疏水性不同(分为超疏水、超亲水、超疏水/超亲水可转变)、表面构筑机制不同进行分类阐述和总结,并对自清洁材料目前面对的困境提出发展设想。

关键词：自清洁表面超疏水超亲水可转变表面极端湿润状态

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超疏水自清洁涂料的研究与应用现状

化工新型材料 2020年第5期48卷 219-222,228页

作者：黄启舒许里杰贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司贵阳550000 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

"自清洁"概念于上世纪90年代提出,此后越来越多的学者在实验室条件下制备出多种超疏水自清洁表面,并取得了良好的效果。超疏水自清洁涂料具有防污、防腐蚀和节能环保的优点,在高层建筑外墙、汽车和道路桥梁等多个领域具有广泛的应用前... 详细信息

"自清洁"概念于上世纪90年代提出,此后越来越多的学者在实验室条件下制备出多种超疏水自清洁表面,并取得了良好的效果。超疏水自清洁涂料具有防污、防腐蚀和节能环保的优点,在高层建筑外墙、汽车和道路桥梁等多个领域具有广泛的应用前景。主要基于超疏水表面润湿基本原理,介绍了超疏水自清洁涂料的研究现状和应用领域,最后对超疏水自清洁涂料的发展趋势进行了展望。

关键词：自清洁涂料自清洁表面超疏水