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本公司研發出一種制備工藝簡便的超疏水海綿，有望為頻發的海洋溢油事故提供一個高效的解決方案。 一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 董郅豪 藥學院藥學專業 2019/2023 馮文正 藥學院藥學專業 2019/2023 黃馳 藥學院藥學專業 2019/2023 張意 法學院法學專業 2019/2024 謝瑾琛 管理學院財務管理專業 2019/2023 林鴻鵬 藥學院藥學專業 2020/2024 徐妍迪 新聞傳播學院新聞專業 2020/2024 鄭涵儀 新聞傳播學院傳播專業 2020/2024 鐘子佳 生命科學學院生物技術專業 2020/2024 侯妤欣 藥學院藥學專業 2021/2025 林田 藥學院藥學專業 2021/2025 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 任長亮 藥學院藥學專業 教授 仿生人工離子通道 四、項目簡介 石油是國家經濟的命脈，是國家和社會運行的重要保障。大量的石油需求帶來了頻繁的石油運輸，全球每年生產的石油大約2/3通過海上運輸的方式運輸，一旦發生石油溢油事故，除了直接的經濟損失外，也會給環境帶來滅頂之災。目前海上溢油事件的處理方法大多存在耗時費力、效率低下、二次污染、價格高昂等問題，且多數方法無法對泄露石油進行回收。本公司研發出一種制備工藝簡便的超疏水海綿，有望為頻發的海洋溢油事故提供一個高效的解決方案。該方案成本低廉、可對溢油回收加以利用、并且不造成二次污染，保護環境的同時創造高額的經濟價值。

利用超疏水性能，可以實現表面自清潔等功能。若在金屬材料表面上制備超 疏水結構，開可以提高材料的耐腐蝕性能。為此，本項目分別在鋁合金、鎂合金 上制備了微納結構、并制備了 ZnO、Ti02及石墨烯陣列的超疏水結構，可望應用 于金屬防腐、焊料的潤濕、太陽能電池表面的自清潔等方面。實施條件:需要有對零件進行清洗、腐蝕和涂覆的場地和相應設備。 預算:投入5-50萬，隨處理的零件的大小和數量而變。

超疏水性是一種特殊的界面潤濕現象，在自然界的幾百種動植物體表面存在，如水黽腿、蝴蝶翅膀、荷葉、水稻葉等。水滴在超疏水表面呈球狀，極易滾落，同時帶走表面的灰塵，具有自清潔效應。由于水滴不易吸附，所以超疏水表面還具有防霧、耐腐蝕功能。在低溫條件下，這種表面可有效減緩熱傳遞，所以不易形成霜晶，不易結冰。因此，超疏水表面可有效提高材料表面抗污染、耐腐蝕、防霧、結冰等性能。因此，超疏水表面制備技術用于汽車窗玻璃和后視鏡等部件，實現自清潔、不沾水、不起霧、不結冰等功能；用于汽車太陽能電池表面，可減反射、提高吸收率；用于金屬部件，可有效提高金屬的耐蝕性能。

本發明公開的抗靜電超疏水復合涂層的制備方法，以重量份計，將0.2～2份苯乙烯-順丁烯二酸酐交替共聚物溶解在20～1000份溶劑中，加入1份碳納米管混合均勻，加入0～26份氨水和0.2～2份硅酸酯或鈦酸酯化合物，攪拌混合，使硅酸酯或鈦酸酯化合物發生水解反應，再加0.1～2份硅酸酯或鈦酸酯化合物和0.02～0.5份含氟硅烷偶聯劑，混合均勻后噴涂在基材上，經陳化和熱處理得到穩定的抗靜電超疏水復合涂層。本發明操作簡便、條件溫和，碳納米管不需要進行任何化學修飾或改性便可直接使用，所得復合涂層疏水性好，與水的靜接觸角大于150°，滾動角小于3°，表面電阻率為106～1011Ω，滿足抗靜電透明涂層的需要，具有廣闊的應用前景。

本發明公開了一種超疏水凹角 T 狀微柱結構的制備方法，包括：(a)在基片的一個表面旋凃光刻膠，并執行顯影操作得到第一圓孔陣列；(b)在基片含光刻膠表面依次沉積粘附層和種子層；(c)在種子層表面旋凃光刻膠，并執行顯影操作得到第二圓孔陣列；(d)同時對第一圓孔陣列和第二圓孔陣列進行電鍍填充，得到金屬的 T 狀微柱結構；(e)去除光刻膠及多余粘附層和種子層；(f)在 T 狀微柱表面沉積一層保護層；(g)去除微柱 T 狀結構的橫狀伸出部分并保留柱狀結構和保護層，得到一種凹角 T 狀微柱結構。按照本發明的制造

成果創新點 本項目采用自研超音速氣流粉碎、分級與改性一體化 系統實現粉體的原位改性，即氣流粉碎制備超細顆粒的同 時對超細顆粒進行表面改性，合成粉體專用氟碳表面改性 劑，采用化學包覆方法將滅火基料、具有催化、絕緣功能 的納米級粒子和表面改性劑進行有序聚合，獲得具有極好 的分散性、流動性、疏水性、疏油性、絕緣性的微納米復 合型超細干粉滅火劑。 核心解決問題、核心優勢等： 1.自研

本項目采用自研超音速氣流粉碎、分級與改性一體化系統實現粉體的原位改性，即氣流粉碎制備超細顆粒的同時對超細顆粒進行表面改性，合成粉體專用氟碳表面改性劑，采用化學包覆方法將滅火基料、具有催化、絕緣功能的納米級粒子和表面改性劑進行有序聚合，獲得具有極好的分散性、流動性、疏水性、疏油性、絕緣性的微納米復合型超細干粉滅火劑。 核心解決問題、核心優勢等： 1.自研超音速氣流粉碎分級與改性一體化系統，實現粉體原位改性，大幅度降低生產成本； 2.自行設計并合成氟碳表面改性劑，突破粉體疏水、 疏油相矛盾的技術瓶頸，實現疏水疏油微納米超細干粉滅火劑的可控制備，解決抗復燃性能差和難清理技術難題。 

一種具有強化滴狀冷凝效果的非均勻超疏水涂層及其制備方法，通過將鈦酸四丁酯和硅溶膠分別在無水乙醇中進行分散，然后將鈦酸四丁酯和無水乙醇的混合溶液超聲分散之后，加入到硅溶膠與無水乙醇的混合溶液中，加入氟硅烷并將溶液在50℃?65℃水浴中攪拌12h?24h，制備超疏水涂層面漆溶液；將超疏水涂層涂覆在基底上，然后通過光催化作用將TiO2表面的氟硅烷催化分解掉，而SiO2表面的氟硅烷則不能夠催化分解，從而實現樣品表面的親水?超疏水表面制備。本發明的樣品表面水滴冷凝脫附效率高，集水、防霧以及換熱效果較好，具有較好的推廣價值和應用前景。

硅溶膠在涂料方面的應用非常廣泛，其獨特的物理和化學性質為涂料帶來了多種優異的性能。 一、硅溶膠在涂料中的基本作用 提高涂料的穩定性： 硅溶膠具有良好的懸浮性和分散性，能夠有效地防止涂料中的顏料和填料沉淀。當硅溶膠添加到涂料中時，其膠體粒子能夠在顏料和填料表面形成一層保護膜，防止粒子間的聚結，從而提高涂料的儲存穩定性。 增強涂層的附著力： 硅溶膠中的硅羥基能夠與涂料中的有機基團發生化學反應，形成化學鍵合，增強涂層與基材之間的結合力。這種化學鍵合不僅提高了涂層的附著力，還使得涂層更加致密，有效防止了水分、氧氣等外界物質的侵入，延長了涂層的使用壽命。 改善涂層的耐候性： 硅溶膠具有優異的耐候性能，能夠抵抗紫外線、風雨、鹽霧等自然環境的侵蝕。當硅溶膠添加到涂料中時，能夠形成一層耐候性極佳的保護膜，保護涂層不受外界環境的破壞，保持涂層的色澤和光澤度。 二、硅溶膠對涂料性能的提升 提高涂層的硬度和耐磨性： 硅溶膠中的硅氧鍵具有較高的鍵能，使得硅溶膠具有優異的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶膠，能夠顯著提高涂層的硬度和耐磨性，使得涂層更加堅硬、耐磨，適用于各種高磨損場合。 調節涂料的流變性能： 硅溶膠的粘度可以通過調整其濃度和pH值來進行調控。在涂料中加入適量的硅溶膠，可以有效地調節涂料的流變性能，使涂料在施工過程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶膠具有較低的表面張力，不易被污染物吸附，因此具有優異的抗污染性能。將硅溶膠添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，從而提高涂料的抗污染性，保持其長期的美觀性。 提高涂料的防火性能： 硅溶膠具有一定的阻燃性能，能夠在高溫下形成一層保護層，阻止火勢的蔓延。將硅溶膠添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增強建筑物的安全性能。 三、硅溶膠在涂料中的具體應用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶膠作為重要的添加劑，可以提高涂料的穩定性、附著力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同時減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環境的污染。 建筑涂料： 將硅溶膠添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附著力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同時改善涂料的自清潔、防水防滲、防磨損、腐蝕、保色性等性能。 特殊涂料體系： 硅溶膠可以與水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制備有機-無機復合涂料。這種復合涂料在密封底漆、彈性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多種涂料體系中都有應用，可以改善涂層的性能并掩蓋涂層本身的缺陷。 四、硅溶膠在涂料應用中的優勢 環保性： 硅溶膠作為一種無機材料，不含有毒有害物質，對環境友好。在涂料中使用硅溶膠，能夠減少有機溶劑的使用量，降低涂料對環境的污染，符合綠色環保的發展趨勢。 多功能性： 硅溶膠能夠同時提升涂料的多種性能，如附著力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一種多功能的涂料添加劑。 廣泛的應用前景： 隨著涂料工業的不斷發展，硅溶膠作為一種高性能的涂料添加劑，將在更多領域得到應用和推廣，如建筑、汽車、航空、船舶等領域。

聚氨酯指大分子主鏈上含有許多氨基甲酸酯基的高分子化合物。它由二（或多）異氰酸酯與二（或多）元醇通過逐步聚合反應生成。聚氨酯是綜合性能優秀的合成樹脂之一。由于其合成單體品種多、配方調整余地大，可廣泛用于涂料、黏合劑、泡沫塑料以及彈性體。 近年來，我們追蹤BASF、Bayer、Rhodia、Henkel、ucb及AIR等公司的技術進展；而且，對國內的技術、生產現狀也非常了解。 幾年來，我們在水性樹脂合成方面進行了廣泛的研究：（1）建立了縮聚反應分子量控制的理論方法；（2）水性聚氨酯皮革涂飾劑合成；（3）單組分木器漆用水性丙烯酸-聚氨酯分子級雜化體的合成；（4）單組分木器漆用水性聚氨酯樹脂、水性聚氨酯油的合成；（5）雙單組分木器漆用水性聚氨酯樹脂（羥基組分）的合成；（6）工業烤漆用水性聚酯及醇酸樹脂合成；另外對水可分散多異氰酸酯的合成也進行了初步探索。