由前面叙述和分析可知，材料表面的疏水性是受其表面张力即自由能及表面粗糙度所共同影响的。因而要想获得理想的超疏水材料，可通过用低表面能的物质修饰材料表面或者在低表面能的材料上构造粗糙表面两种主要方法来实现。
降低表面自由能的材料选择较多，比如将已经制得的纳米基材浸人含基团一CF的溶液中对材料表面进行修饰后，得到表面自由能较小的纳米结构固体表面，其水的接触角最大能接近理论最大值180。。以含氟材料等低表面能材料为基体，在其表面构造微纳米结构成为制备超疏水材料的一个重要发展方向。
前面已经提到过，水滴在粗糙表面上的接触角是随固一液两者接触面积的减少而增加的。因而增大材料表面粗糙度，比如构筑二级的复合纳米表面，是提高材料疏水性的一个很好的研究发展方向。目前构造微纳米粗糙表面的方法主要有模板法、相分离法、蚀刻法及印刷法、可升华物质微粒成孔法、化学气相沉积法、溶胶一凝胶法、静电纺丝法以及层层自组装法(LBL)等，这些方法目的都在于在材料表面构造粗糙表面，增加表面的凹凸与起伏，以求在表面能一定的情况下得到超疏水性材料。以下简单分类介绍国内外关于超疏水表面的一些典型制备方法。
1模板法
江雷研究小组以多孔氧化铝为模板，利用模板挤压法制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维。其制备方法为：将聚丙烯腈前驱体溶液挤入纳米多孔阳极氧化铝模板中固化后得到纳米纤维膜，该膜与水的接触角高达178。±1．3。，这是首次制得表面未经修饰但与水的接触角超过170。的超疏水材料。小组还利用模板法挤压制得了聚乙烯醇(PVA)的纳米纤维，该纤维由于在最初的挤压过程中分子结构被改变，伴随着在气一固界面上疏水结构基团(一CH：)的重排定位，使得疏水基团向外排布而得到超疏水表面，利用这种方法可制备各种材质的超疏水高分子材料。
金美花等同样以多孔氧化铝为模板，采用覆盖的方法得到了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阵列纳米柱膜。该方法是将PMMA溶于三氯甲烷中制成聚合物溶液，然后将该溶液滴到干净的玻璃表面，液滴上面放置多孔氧化铝模板，在室温下放置数小时后，聚合物通过毛细管力进到了氧化铝模板的通道当中，形成了PMMA的纳米柱，用NaOH溶液去除模板，得到阵列PMMA纳米柱膜。所制得PMMA柱状结构直径为200～300nm，与氧化铝模板的孔径大小十分接近，该表面具有超疏水效果，与水的接触角达到152。以上。
2相分离法
马英研究团队采用相分离法，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)为原料制备超疏水薄膜。该方法是将一定配比的Ps和PMMA溶解在四氢呋喃溶剂中制成聚合物溶液，然后滴于旋涂机上进行旋涂形成薄膜，然后静置待四氢呋喃溶剂挥发，最后将其浸泡在环己烷中一定时间后取出并自然晾干得到超疏水薄膜。SEM照片表明，薄膜呈鸟窝状，并有多孔结构，由一些球状物粘连在一起形成棒状并无序排列在一起形成直径从几十纳米至几微米不等的复合微纳米结构。经测量该材料与水的接触角可达158。以上，表现出良好的超疏水性。
3软蚀刻法郑傲然等首先利用激光在K9玻璃上加工微米级的平行光栅结构，同时这些微米结构光栅上又具有纳米级的微细结构，从而得到硬模板。硬模板加工完成后就可以通过浇注聚合物来制作弹性模板，即取一定量的弹性模板材料PDMS前驱物的预聚物和固化剂，充分混合均匀后放入真空烘箱中干燥除去分散在体系中的气泡，然后将混合物倒在硬模板上，同样在真空烘箱中干燥除去溶剂，再经过烘烤，冷却固化后将其从硬模板上取下就能得到复制了硬模板纹理的弹性模板。最后，同样将PDMS聚合物浇注在做好的弹性模板上，经烘烤，交联固化后，滴胶加工www.sanyexin.com硅胶按键聚合物表面就形成了与源模板类似的微纳米结构图案的超疏水表面材料。经试验检测，该软刻蚀光栅样品表面与水的接触角在150。以上。
|
