近年来，在“生物仿生学”启发下，超疏水表面引起了大量研究者的兴趣。超疏水表面在自清洁、防雾、防冻、低粘性、减小阻力等领域得到了广泛应用，其特有的疏水性能够减少水等腐蚀性介质对金属材料表面的侵蚀，因此，将超疏水表面技术应用于金属腐蚀防护领域是一种重要的突破，具有广阔的发展前景。

评价材料表面疏水性的主要参数是浸润性。浸润性是指水在固体表面的铺展能力，是固体表面的重要性质之一。一般认为，水接触角θ ＜ 90°的材料表面亲水，90° ＜ θ ＜ 150°的材料表面疏水，而θ ＞ 150°的材料表面定义为超疏水表面。在自然界中，荷叶、蝉翼、蚊子复眼等都能展现出超疏水现象，这些现象对超疏水理论的完善与超疏水表面的开发具有重大的启示作用。例如，露水在荷叶表面凝集后会形成水珠，随着荷叶的摇动而顺着斜面滚动下去。这种性质可以对荷叶表面进行一定程度的清洁，带走污物，正所谓“出淤泥而不染”。Barthlott 和Neinhuis 等人研究发现，这种疏水性与荷叶的表面形貌密切相关，他们将超疏水性能与表面微米级的粗糙结构联系在一起。Jiang 等发现荷叶表面的结构包括微米乳突表面和纳米蜡，形成微米-纳米结构，这样的结构对荷叶表面的浸润性有重大影响。

文中介绍了超疏水表面技术在腐蚀防护领域的最新进展与存在的一些问题，并探讨了超疏水防腐表面技术未来的发展趋势，拟为制备长效、耐久的超疏水防腐表面提供一定的借鉴。

1 超疏水表面的浸润性机理

1.1 光滑表面的浸润性

在一般的固体表面，接触角都是固定值，其大小由表面张力决定。光滑表面接触角θ0满足Young' s方程：

当粗糙表面的凹槽内存留有空气时，液滴不能够填满凹槽，此时材料表面由固、气两相组成，液滴的实际接触面积包括了水滴与空气的接触面积和水滴与固体部分的接触面积。液滴与空气的本征接触角为180°，因此达到平衡时的表观接触角满足cos θCE =fSLcos θ0 fSL－1。

疏水光滑表面及粗糙表面的Wenzel 态、Cassie 态水滴如图1 所示。在粗糙表面，Wenzel 态水滴始终充满微观凹槽，这些凹槽增大了水与表面的接触面积，

3 超疏水表面防腐技术未来的发展方向

3.1 提高超疏水防腐结构的机械强度及化学稳定性

目前已有的超疏水表面大多机械强度不高，在受到外力作用破坏时，其表面疏水性能下降，内部完整性遭到损伤，产生裂口等缺陷，防护能力随之降低。另外，这些涂层的化学稳定性较差，在紫外光照、酸、碱等苛刻条件下易被破坏。因此，提高机械强度及化学稳定性成为发展长效、耐久超疏水表面防腐技术的关键。Dennis 等人证明，具有微米、纳米二级结构的超疏水表面耐磨性能要好于单纯由纳米或微米结构组成的超疏水表面。Cohen 等人通过水热法处理层层自组装法构建的聚合物/纳米粒子超疏水涂层，使涂层的机械耐磨性显著提高。Xu 等人以丝网为模板，压在低密度聚乙烯上，冷却后去除模板，聚乙烯表面形成了排列有序的三维阵列结构( 图16) ，不需经过化学修饰即可形成超疏水膜。以8 cm/s 的速度反复研磨5500 次后，聚乙烯表面仍然能够保持良好的超疏水性。Chen 等人采用盐酸多巴胺溶液和溶有1-正十二硫醇的二氯甲烷溶液，在铜板表面形成一层多巴胺/1-正十二硫醇膜。电化学实验结果表明，该涂层具有良好的耐蚀性，在海水中浸泡20 天后接触角变化很小，进一步说明其化学稳定性优异。Ma 等人通过热塑成型的过程，利用氧化铝模板和硅模板分别在金属玻璃表面构建微米、纳米二级结构，不经低表面能物质修饰即达到了超疏水。反复研磨实验和酸碱浸泡实验结果表明，该超疏水结构具有良好的机械强度和化学稳定性。

与恢复低表面能物质相比，通过恢复涂层表面粗糙微观结构实现超疏水性自修复的难度更大。Manna 等人在化学交联聚乙烯亚胺-聚乙烯基二甲基恶唑啉酮层层自组装结构的基础上，结合正癸胺分子低表面能修饰，制备了具有微米、纳米多孔结构的超疏水

涂层。当该涂层受到外力挤压失去表面微观结构时，涂层疏水性能下降，而水、酸等液体可通过对涂层的溶胀作用恢复这种结构，使其重新具有超疏水性能。

4 结语

超疏水表面技术对于腐蚀防护领域的发展意义非凡。理解并运用超疏水表面的防护机制，能够推动超疏水表面技术在腐蚀防护领域中的广泛应用。探究提升超疏水表面机械强度与化学稳定性，并使超疏水表面在破损后迅速恢复原有防腐性能的有效途径，为开发长效智能防腐表面技术提供了新的思路，具有重要科学意义和实用价值。

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