伪浸润现象

伪浸润现象是由于材料表现形态与真实形态存在差异，或材料表面不同组分的组合，从而使液滴的三相交汇点处于某一位置或某一组分中而引起表现接触角不能表达或不能完全表达真实浸润性现象。包括形态伪浸润和组分伪浸润。

简介伪浸润现象是指由于材料的表现形态与真实形态存在差异，或材料表面不同组分的组合，使液滴的三相交汇点落在某一位置或某一组分中而引起的表现接触角不能表达或不能完全表达真实浸润性现象。前者称为形态伪浸润，后者称为组分伪浸润。

浸润现象亦称润湿现象。当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸。当接触角θ为锐角时，液体润湿固体，若θ为零时，液体将展延到全部固体表面上，这种现象叫做“浸润现象”。润湿现象的产生与液体和固体的性质有关。

同一种液体，能润湿某些固体的表面，但对另外某些固体的表面就很难润湿。例如，水能润湿玻璃，但不能润湿石腊。造成浸润现象的原因，可从能量的观点来说明润湿现象。附着层中任一分子，在附着力大于内聚力的情况下，分子所受的合力与附着层相垂直，指向固体，此时，分子在附着层内比在液体内部具有较小的势能，液体分子要尽量挤入附着层，结果使附着层扩展。附着层中的液体分子越多，系统的能量就越低，状态也就越稳定。

超浸润材料自然界中的荷叶有强烈的斥水性能，以至于水滴可以在上面自由滚动，相反，一些藓类植物，如泥炭藓则具有很强的亲水能力致使其能够直接吸收水分以维持生存。受这些生物材料的启发而制备的具有超强斥水性（超疏水）或者超强亲水性（超亲水）的材料被统称为超浸润材料。超浸润材料在生活中已经被广泛应用，如滴落在雨伞上的雨滴会马上滑落，雨伞表面即为超疏水材料，而防雾镜表面一般会涂覆一层超亲水材料，使得水蒸汽不能在其表面形成水珠而是形成均匀水膜，从而实现防雾效果。通过外界条件，如紫外光辐照，等离子体处理及调控温度等，能够实现超疏水与超亲水间可逆转化的材料被称为具有可逆超浸润性的材料。由于浸润性的可控，这种“智能开关”在微流体技术、自清洁材料、水下油滴定向运输和收集等许多研究领域具有重要意义，成为当今浸润性领域最重要的发展方向之一。但是，由于技术的限制，具有可逆超浸润性的材料仍然面临着转化时间较长、转化工艺复杂等问题，严重制约着此类材料的发展与应用。

有哈尔滨工业大学学者通过皮克林乳液技术和蒸汽溢出的简单方法研制出了一种具有超疏水性的石墨烯基材料OCGN。该材料通过等离子处理1s后便能从超疏水状态转化为超亲水状态，显著缩短了转化时间（文献可见报道最短转化时间为25s）。另外，具有超亲水性的OCGN在水下表现出超疏油性，并且其对水下油滴的黏附性可控，利用此种特性可完成水下油滴的定向运输。同时，该材料还具备通电发热的特性，仅在施加低电压的条件下，就能在短时间内达到高温状态。结合电热特性，该团队首次利用焦耳热在最短1min时间内实现了OCGN表面超疏水性的超快恢复。这种具有快速可逆转化的超浸润性材料在超浸润表面领域具有广阔的应用前景。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学