疏水性

疏水性 什么是疏水材料，有什么机理？

一般而言，疏水材料是由具有疏水性的分子制成，这些分子对水分子缺乏亲和力，并且倾向于排斥或不吸收水。

疏水材料具有良好的防水、耐腐蚀、抗无机和有机污染物等优异性能而被广泛使用。

在化学中，极性物质易溶解于极性溶剂，非极性物质易溶于非极性溶剂，此即为相似相溶原理。

水是一种广泛使用的极性溶剂，这意味着水分子是一种极性分子，电荷在原子之间分布不均匀。

一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成，其空间构型呈现V型，键角为104.5°。

氧原子的电负性很强，能够把每个共价键的电子拉向自己，使得电荷分布不均匀，所以水具有很强的极性。

因此，只要物质的电荷分布不均匀，具有一定的极性，都能与水分子相互作用并溶解于其中。

例如，食盐是由带正电的钠离子和带负电的氯离子通过离子键形成的强极性化合物，所以易溶解于水。

本质上，疏水分子的电荷分布是均匀的，这意味着它们是非极性的，很难与水分子产生相互作用。

因此，水较难润湿疏水材料的表面，水滴与这种材料形成的接触角较大（大于90°）。

天然的疏水物质包括烷烃、脂肪和油。

通过各种化学物质对材料的表面进行改性，也能使材料具有疏水性。

例如，在玻璃表面镀上一层硅烷，能够使玻璃具有疏水的性质。

除了化学物质能够提高材料的疏水性之外，材料表面的物理结构也会影响疏水性。

例如，荷叶具有很强的疏水性，这是源自其表面的微纳双尺度结构。

科学家通过模仿这种结构，研制出了超疏水材料，能使接触角超过150°，具有很强的自清洁效应。

疏水材料的表面张力较低，比如典型的疏水材料聚乙烯，表面张力为33 mN/m，远小于水的表面张力，根据表面张力大的液体会在表面张力小的固体表面表现出疏水性，这个疏水性也有一个表征手段，就是视频接触角测量，当所测接触角范围在90°~180°时，就被称作疏水材料，另外一些含氟、含硅的材料，因为分子中极性基团少，从而也表现出很强的疏水性。