什么是防雾表面

2022-05-17

当空气中的水蒸气与比周围空气-水蒸气混合物的露点更冷的表面接触时,就会发生起雾现象。这个问题对于所有戴眼镜的人来说都很熟悉,但除了令人讨厌之外,在某些情况下它甚至会导致安全风险。例如,人们不经常使用护目镜的原因之一就是起雾的问题。为了解决这个问题,已经开发出了几种防雾涂料和配方。


如何实现防雾的性能?

防雾可以通过几种不同的方式来实现。在汽车中,后挡风玻璃经常被加热,或者空气被吹到挡风玻璃上以去除玻璃上形成的雾。这两种方法都很有效,但不能用于护目镜之类的应用。不同类型的表面处理提供了另一种防止起雾的方法。通过调整表面的润湿性,可以改变水滴在表面上的行为。既可以通过引入官能团来改变表面的化学性质,也可以通过纳米尺度的图案结构来增强表面的粗糙度。在实践中,往往两者都需要,以确保适当的防雾性能。


超亲水和超疏水的防雾策略

防雾有两种方法,表面可以制成超亲水性或超疏水性。超疏水表面具有高接触角(>150°)和低滞后角(<5°)。当疏水表面化学性质与Wenzel方程所述的表面粗糙度相结合时,这可以实现。当表面超疏水时,水滴会从表面滚落,而非在表面积聚。另一种更常用的方法是使表面超亲水(<5°),这可以通过亲水涂层和表面粗糙度相结合来实现。在超亲水表面上,水滴会完全扩散,形成一层非常薄的水,这不会改变表面的光学性质。


接触角的测量可以用来研究这两种策略。



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