自洁表面是指任何能够轻易清除污垢或细菌的表面。这意味着,例如,下雨时,雨水会清洁窗户,而不需要任何外部干预。自洁表面可分为三个不同的类别;超亲水、光催化和超疏水。
也许自清洁最简单的方法就是使表面超亲水。在超亲水表面,水会完全扩散,形成一层非常薄的水。一般来说,这个术语用于与水接触角低于5度的表面。当一层薄薄的水从表面流下,冲走任何松散的污垢时,就可以进行清洁。超亲水性表面的制备策略之一是将亲水性表面化学性质与表面粗糙度相结合。
第一个商业化的自清洁窗户是基于光催化反应的。玻璃上涂有一层薄薄的二氧化钛。紫外光照射(1)使TiO的电子2-表面将水分子分解成羟基自由基(2)。这些自由基与有机污垢反应,将它们分解成更小的颗粒(3)。由于表面的超亲水性质,这些小颗粒很容易被水冲走(4)。
超疏水,自清洁表面基于高水接触角。水滴在表面上几乎是球形的,很容易就会卷走污垢。超疏水性是由疏水表面化学和表面粗糙度相结合实现的。水接触角大于150度且接触角滞后较低的表面被认为是超疏水的。
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