摩擦制备聚合物超疏水表面及其晶格波尔兹曼模拟

郭朝维; 任清伟

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Scraping-Induced Superhydrophobicity on Polymer Surfaces: Experiment and Lattice Boltzmann Simulation

首发时间：2012-12-28

GUO Chaowei ¹
Guo Chaowei,(1977-), Male, Assistant Professor, his main research focuses on functional polymers.
REN Qingwei ²

1、School of Materials Science and Engineering, Xi\'an Jiaotong University, Xi\'an 710049
2、State Key Labortary for Mechnical Behavior of Metals, Xi\'an 710049

Abstract：We report a scraping-induced surface modification method to produce superhydrophobicity. The proposed method allows easy large-scale manufacturing of surface superhydrophobicity. Experimental contact angles on seven polymer surfaces were reported. The largest water contact angle was found to be 160.0 on manufactured rough PTFE surfaces. Numerical simulations by means of a lattice Boltzmann method were also performed to examine the effect of trapped air on the wettability or superhydrophobicity. We found that contact angle increases with the amount of trapped air at the solid-liquid interface, in general agreement with experimental results.

keywords： Physical Chemistry Superhydrophobicity Surface roughness Lattice Boltzmann Model

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摩擦制备聚合物超疏水表面及其晶格波尔兹曼模拟

郭朝维 ^{1
2}
Guo Chaowei,(1977-), Male, Assistant Professor, his main research focuses on functional polymers.
任清伟 ¹

1、西安交通大学材料科学与工程学院
2、金属材料强度国家重点实验室，西安 710049

摘要：本文利用一种简便而行之有效的机械摩擦法在多种聚合物表面诱导了大面积无规粗糙结构，由此可以控制聚合物表面浸润性的变化。机械摩擦不仅可以增强疏水性聚合物的疏水性，而且可以增强亲水性聚合物的亲水性。这种方法简单高效，操作方便，对聚合物材料的生产工艺和材料本身并无特殊要求，在常温下即可改变聚合物材料表面的浸润性。本研究同时利用平均场晶格波尔兹曼的方法对疏水表面的静态接触角进行了数学模拟，将表征固体-流体相互作用的多相模型引入到疏水表面研究中。实验数据和理论计算都表明接触角随表面粗糙度增加而增大。

关键词：物理化学超疏水表面粗糙度晶格波尔兹曼模拟

基金：

1. Doctoral Fund of Ministry of Education of China（No.20090201120011）

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GUO Chaowei,REN Qingwei. Scraping-Induced Superhydrophobicity on Polymer Surfaces: Experiment and Lattice Boltzmann Simulation[EB/OL]. Beijing:Sciencepaper Online[2012-12-28]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201212-1150.

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论文编号	201212-1150
论文题目	摩擦制备聚合物超疏水表面及其晶格波尔兹曼模拟
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