通过在V型沟槽结构中嵌入功能性纳米粒子来平衡鲁棒性、透明度和超润湿性

《Small Methods》：Balancing Robustness, Transparency, and Superwetting via Embedding Functional Nanoparticles in V-Groove Architectures

飞秒激光蚀刻V形沟槽玻璃表面结合功能化二氧化硅纳米粒子，制备出兼具高透光性（82.1%）和优异超疏水/超亲油性能（接触角173.6°/170.4°）的机械稳定涂层，耐50次磨损及多种环境侵蚀。

　　

摘要

由于表面微纳结构、光学透明度、液体排斥性和机械强度之间存在固有的权衡，开发出既坚固又透明的超双疏（SAP）和超疏水（SH）涂层仍然具有挑战性。本文提出了一种平衡策略，即在玻璃上利用飞秒激光蚀刻V型槽微结构，并结合功能化的SiO₂纳米颗粒。这种方法制备出的涂层既透明又具有优异的机械性能：水接触角为173.6°，油接触角为170.4°；其平均光谱透射率在380至1100纳米范围内，从未涂层激光蚀刻玻璃的80.4%提升到了SAP涂层蚀刻玻璃的82.1%。V型槽结构作为结构支撑框架，增强了纳米颗粒的附着力并提高了机械强度，从而在经过50次磨损循环后仍能保持稳定的超疏水性能。相比之下，未进行SAP涂层处理的样品在经过2次摩擦循环后就会失去液体排斥能力。此外，SAP涂层样品在酸性、中性、盐性环境以及长时间紫外线照射下仍表现出优异的化学稳定性和环境稳定性，并保持超润湿特性。该方法不仅解决了光学透明度与超润湿性能及机械强度之间的平衡问题，还为制备具有自清洁和防冰功能的多功能涂层提供了实用途径，适用于建筑玻璃和光伏领域。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。