王敏

发布时间：2024-12-25 04:27

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美国匹兹堡大学的研究人员制备出超疏水高密度垂直排列碳纳米管（CNT）森林，表面静态水接触角可达150°且倒置时水滴也不会掉落。

CNT应用非常广泛，垂直排列CNT森林的超疏水性可用于CNT致密化等自组装过程，但疏水性不稳定，应用受限。为此，研究人员在Si基氧化铝缓冲层上层2nm厚的Fe催化剂溅射层上生长垂直排列CNT森林，通过变换缓冲层粗糙度得到不同密度CNT森林。分析高密度CNT森林（13.1×1010CNT/cm2）和低密度CNT森林（4.9×1010CNT/cm2）的超疏水性和润湿动力学，结果表明：高密度CNT森林具有高静态水接触角和强附着力，在一般环境中和水分饱和环境中分别具有大于25分钟和3天的稳定性（接触角在140°~150°），倒置时水滴也不会掉落；高密度CNT森林中的水滴动力学受水滴蒸发引起的粘滑行为控制，随着液滴的蒸发，接触线处的CNT偏转力超过临界钉扎力，CNT径向向内变形，由此引发渗透过程，水接触角迅速减小；而低密度CNT森林中，蒸发在液滴向薄膜状态的转变中不发挥关键作用。

文章图片摘要

这项研究可应用于织物涂层设计、爬壁机器人等。

（蓝海星：王敏）

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