Giao diện siêu ưa ẩm và ứng dụng của chúng
Tóm tắt
Các giao diện siêu ưa ẩm đề cập đến những giao diện có ái lực mạnh mẽ với các loại chất lỏng đa dạng, bao gồm siêu ưa nước, siêu ưa dầu, và siêu ưa amphiphilic. Khi tiếp xúc với các giao diện này, các giọt nước hoặc dầu có xu hướng lan rộng hoàn toàn với các góc tiếp xúc gần 0°, gây ra các ứng dụng đa dạng bao gồm tự làm sạch, chống sương mù, vận chuyển chất lỏng có thể kiểm soát, tách chất lỏng, và nhiều hơn nữa. Được lấy cảm hứng từ thiên nhiên, các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại giao diện siêu ưa ẩm nhân tạo (SLPL) trong vài thập kỷ qua. Về đặc điểm kích thước, các giao diện SLPL nhân tạo có thể được chia thành bốn loại: i) hạt 0D, trong đó tính phân tán hoặc hiệu suất xúc tác có thể được cải thiện đáng kể nhờ siêu ưa ẩm; ii) sợi vi/na/nano hoặc ống/nanotubes/ kênh 1D, có thể chuyển giao chất lỏng một cách hiệu quả với các giao diện SLPL; iii) giao diện SLPL phẳng 2D, trên đó các phân tử chức năng khác nhau có thể được lắng đọng đồng đều, tạo thành các màng siêu mỏng và mịn; và iv) cấu trúc 3D, có thể được thu nhận bằng cách xây dựng riêng biệt các vật liệu SLPL 0D, 1D hoặc 2D hoặc chế tạo trực tiếp các khung SLPL ngẫu nhiên, và luôn có thể được sử dụng làm lớp phủ chức năng hoặc vật liệu số lượng lớn. Ở đây, các giao diện SLPL tự nhiên và nhân tạo được giới thiệu một cách ngắn gọn, tiếp theo là thảo luận ngắn về giới hạn giữa tính ưa ẩm và tính kỵ ẩm, sau đó là cái nhìn tổng quan về các phương pháp tạo ra các giao diện SLPL. Sự chú trọng cụ thể được đặt vào các thành tựu gần đây trong việc xây dựng các giao diện SLPL từ không gian đến ba không gian. Tiếp theo, các ứng dụng rộng rãi của các giao diện SLPL trong các lĩnh vực thương mại sẽ được giới thiệu. Cuối cùng, một tóm tắt ngắn gọn và triển vọng về những thách thức trong tương lai trong lĩnh vực này được trình bày.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Feder D. O., 1959, in Symp. on Cleaning of Electronic Device Components and Materials, 40
Kern W., 1970, RCA Rev., 31, 187