近幾年，柱狀結(jié)構(gòu)陣列碳納米管膜的超疏水材料的研究有了很大的進(jìn)展，納米超疏水材料以其的性能，超強(qiáng)的疏水能力，在家電行業(yè)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。1.固體表面浸潤(rùn)性及主要指標(biāo)浸潤(rùn)性指當(dāng)液體和固體表面接觸時(shí)，液體可以漸漸滲入或附著在固體表面的特性。浸潤(rùn)性是固體表面的重要性質(zhì)之一，此文主要介紹液體水在固體表面的浸潤(rùn)性。接觸角和滾動(dòng)角是評(píng)價(jià)固體表面浸潤(rùn)性的重要指標(biāo)。1.1接觸角所謂接觸角，就是液滴在固體表面形成熱力學(xué)平衡時(shí)所持有的角。通過(guò)液體-固體-氣體接合點(diǎn)中水珠曲線的終點(diǎn)和固體表

面的接觸點(diǎn)測(cè)定出來(lái)。根據(jù)水在固體表面的浸潤(rùn)程度，固體可以分為親水性和疏水性，通常我們將與水的接觸角大于150°的表面稱為超疏水表面。1.2滾動(dòng)角滾動(dòng)角可作為評(píng)價(jià)表面浸潤(rùn)性的另一指標(biāo)，指的是一定質(zhì)量的液滴在傾斜面上開(kāi)始滾動(dòng)的臨界角度。滾動(dòng)角越小，固體表面表現(xiàn)出的疏水性越好。因?yàn)榈厍虻闹亓ψ饔茫卧趦A斜的固體表面有下滑的趨勢(shì)。隨著固體傾斜角的變大，水滴沿斜面方向的下滑分力也在不斷增大，當(dāng)傾斜角增大到某一臨界角度時(shí)，水滴會(huì)從固體表面滑落下來(lái)，這時(shí)的臨界角就是水在此種固體表面的滾動(dòng)角。滾動(dòng)角越小，固體表面的超疏水性能越好。2.柱狀結(jié)構(gòu)陣列碳納米管膜的超疏水材料的研究情況決定固體表面的浸潤(rùn)性的主要因素中，化學(xué)性質(zhì)是內(nèi)因，而幾何結(jié)構(gòu)形貌也是不可缺少的重要因素。通過(guò)改變固體表面的粗糙度可以改變其浸潤(rùn)性。近年來(lái)人們通過(guò)物理及化學(xué)方法制備出各種各樣的超疏水材料，而柱狀結(jié)構(gòu)陣列碳納米管膜是在仿生(仿荷葉)緊密排列碳納米管膜的基礎(chǔ)上制備的新一代超疏水材料。2.1柱狀結(jié)構(gòu)陣列碳納米管膜的制備方法碳納米管膜參照文獻(xiàn)《ChemCommun》中的方法制備，將處理后的基片〔作者注：基片為柱狀陣列碳納米管膜附著的物質(zhì),可以是金屬片(鋁片)或陶瓷片等〕放入石英管中，用酞菁鐵(FeC32N8H16，ACROS)作為碳源和催化劑，在氬氣和氫氣(體積比為1∶1)的流動(dòng)氣氛中，用高溫管式爐在900℃下裂解15min，即可在基片上得到柱狀陣列碳納米管膜。2.2柱狀結(jié)構(gòu)陣列碳納米管膜的特性碳納米管膜的形貌及結(jié)構(gòu)用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡表征。用X射線光電子能譜研究碳納米管膜的化學(xué)成分。用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x在室溫下測(cè)量膜的接觸角及滾動(dòng)角，測(cè)量滾動(dòng)角時(shí)，水滴的直徑約為1.7mm。掃描電子顯微鏡觀察到柱狀陣列碳納米管的表面形貌。大面積柱狀陣列碳納米管膜的碳納米管呈束狀堆積，每束碳管的直徑為3~6μm，碳納米管束間的距離為2~35μm。由柱狀陣列碳納米管膜的側(cè)面圖可見(jiàn)，碳納米管垂直于底面，碳納米管束的高度為16μm。單個(gè)碳納米管束的側(cè)面放大圖顯示，碳納米管緊密排列形成束狀，底部疏松，稍寬大，頂部緊密。用透射電子顯微鏡觀察碳納米管的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，碳納米管為空心多壁管狀結(jié)構(gòu)，碳管的直徑為30~55nm。XPS(X射線光電子能譜)分析證明，陣列碳納米管主要由碳元素組成，碳納米管膜的C1s峰的結(jié)合能約284.6eV。表1為緊密排列碳納米管膜(A)及柱狀陣列碳納米管膜(B)的靜態(tài)接觸角及滾動(dòng)角的測(cè)量結(jié)果，可見(jiàn)，水在這兩種表面上的靜態(tài)接觸角值都很大，表現(xiàn)為超疏水的性質(zhì)；而柱狀結(jié)構(gòu)的陣列碳納米管膜的滾動(dòng)角小于3°，水滴在膜上很容易滾動(dòng)。3.納米材料在家電行業(yè)的應(yīng)用前景碳納米管由于其特殊的電學(xué)、磁學(xué)和力學(xué)性質(zhì)而具有重要的研究?jī)r(jià)值，在家電行業(yè)也有著廣泛的應(yīng)用前景。3.1納米超疏水材料在衛(wèi)星天線等戶外設(shè)備上的應(yīng)用在我國(guó)冬天，尤其是寒冷的北方地區(qū)經(jīng)常下雪，有時(shí)積雪可達(dá)一尺多厚，積雪會(huì)對(duì)我們的生活造成許多不便，比如積雪覆蓋在屋頂?shù)男l(wèi)星接收天線上，收看電視節(jié)目的質(zhì)量就要受影響，但如果天線表面采用納米材料的話，就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題了。一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，在同樣的自然條件下，采用納米超疏水材料的天線上面沒(méi)有什么積雪，而沒(méi)有采用納米超疏水材料的天線上面卻積滿了雪，顯然前者的收看質(zhì)量比后者要好得多。3.2納米超疏水材料在空調(diào)上的應(yīng)用我們都知道，空調(diào)在夏天制冷時(shí)，室內(nèi)機(jī)換熱器上會(huì)有的冷凝水，需要專門的排水管排出室外，這樣會(huì)消耗一定能量，還容易出現(xiàn)管路漏水現(xiàn)象，造成一定不便。同樣，冬天空調(diào)制熱時(shí)，室外溫度過(guò)低，容易導(dǎo)致?lián)Q熱器結(jié)霜，空調(diào)不得不經(jīng)常停止工作來(lái)除霜。這樣不僅浪費(fèi)電能，還容易出現(xiàn)各種故障。但如果將換熱器的表面用超疏水材料處理過(guò)以后，就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象了。空調(diào)的換熱器表面經(jīng)過(guò)超疏水材料處理以后，在納米超疏水材料的作用下，冷凝水只能以微小的水滴(100μm左右)形式凝聚在換熱器上面，經(jīng)過(guò)空調(diào)室內(nèi)(室外)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)，水滴將以水霧的形式被吹散到大氣中。由此使用這種換熱器的空調(diào)沒(méi)有冷凝水的產(chǎn)生，也不會(huì)結(jié)霜。可以有效的保持空調(diào)的高效運(yùn)行，同時(shí)不會(huì)將室內(nèi)的水分排到室外，可以保持室內(nèi)的濕度，提高舒適感，更有利于人體的健康。3.3納米超疏水材料在冰箱(冷柜)上的應(yīng)用冰箱也是必備的家用電器，冰箱(冷柜)內(nèi)膽表面凝聚冷凝水、結(jié)霜、結(jié)冰現(xiàn)象一直是困擾我們的問(wèn)題；內(nèi)膽上如果結(jié)冰、結(jié)霜會(huì)降低冰箱導(dǎo)熱率，耗費(fèi)電能，也不利于冰箱的制冷，影響食物的保存。為此我們要通過(guò)定時(shí)關(guān)機(jī)開(kāi)門以除冰除霜。但如果采用超疏水內(nèi)膽，或者在內(nèi)膽上采用特殊工藝附上一層納米超疏水材料，小水滴就會(huì)滑落下來(lái)，不會(huì)在內(nèi)膽上沉積，也不會(huì)出現(xiàn)冰層。由于碳納米管具有特異的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，使其在鋰離子電池和平板顯示器等方面也呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。碳納米管超疏水材料由于具有優(yōu)良的性能，使其在許多方面呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著其生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝的不斷完善，制造成本相應(yīng)的降低，其在電器及其他行業(yè)上的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣