具有可变润湿性的透明木质复合材料的表面改性：从超亲水性到超疏水性

《ChemistrySelect》：Surface Modification of Transparent Wood Composite with Variable Wettability: From Superhydrophilicity to Superhydrophobicity

本研究通过氩氢等离子处理和超疏水涂层对透明木复合材料表面改性，实现了接触角从75°调至159°的超疏水效果，并利用SEM、AFM和XRD分析了表面形貌与结晶度的变化。

　　

摘要

透明木复合材料（TWC）近年来因其出色的光学、机械和热性能而在智能建筑领域（包括智能窗户和屋顶）受到广泛关注。本研究探讨了利用氩气（Ar）和氢气（H₂）等离子体蚀刻处理以及超疏水涂层对TWC表面进行改性，以实现从超亲水性到超疏水性的可调节表面润湿性。未经处理的TWC具有轻微的亲水性，水接触角约为75°。经过Ar + H₂等离子体处理后，由于表面微观结构的变化，TWC表面表现出亲水性（接触角为22.9°–24.7°）。然而，在真空条件下放置24–36小时后，蚀刻样品的水接触角变为56.5°。为了进一步实现超疏水性，在TWC样品表面涂覆了超疏水涂层，使其水接触角达到159°以上，滑动角（滚落角）小于15°，表现出典型的超疏水特性，接近荷叶效应。这种超疏水性为TWC在户外应用提供了额外的防水优势。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）分析了处理前后样品表面的形态变化，发现样品的微观结构粗糙度增加，X射线衍射谱显示其结构元素的结晶性也发生了变化。

图形摘要

透明木复合材料（TWC）经过改性后具备可调节的润湿性。等离子体蚀刻（Ar + H₂）使其具有亲水性，而后续的超疏水涂层则赋予其类似荷叶的防水效果（接触角约159°）。SEM、AFM和XRD分析结果证实了表面粗糙度和结晶性的变化。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。