一種霧氣收集複合材料及其製備方法
2023-07-15 12:46:16
一種霧氣收集複合材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種霧氣收集複合材料及其製備方法，該複合材料包括：聚二甲基矽氧烷基底以及設於該基底上的多個二氧化矽微球；聚二甲基矽氧烷基底上分布有多個凹坑，從而在相鄰的凹坑之間形成多條凸稜；二氧化矽微球設於凸稜的交匯處，並且每個凸稜的交匯處至多設置一個二氧化矽微球。本發明實施例的霧氣收集複合材料實現了超疏水－超親水單元的相互間隔，提高了霧氣收集效率；而該霧氣收集複合材料的製備方法不僅能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控，以獲得霧氣收集效率的優化，而且該製備方法簡單、易於實現、成本低廉。
【專利說明】一種霧氣收集複合材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及親水、疏水材料領域，尤其涉及一種霧氣收集複合材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]目前，全球有很多地區的人們仍然飽受水資源匱乏的困擾。如果通過修建龐大複雜的水利工程來解決此問題，不僅需要巨額投資，而且需要花費相當長的時間。霧氣中蘊藏了大量水分，但這些水分大都無法有效利用。然而，研宄人員受到納米比亞沙漠甲殼蟲的背部結構所啟發，開始研製仿生的霧氣收集材料，以期望對霧氣中的水分進行有效的收集利用。
[0003]在現有技術中，存在一些關於霧氣收集材料及其合成方法的報導，但這是這些霧氣收集材料及其合成方法至少存在以下缺點:第一，現有的霧氣收集材料只是親水一疏水單元相互間隔的結構，沒有超親水單一超疏水單元相互間隔的結構，因此霧氣收集效率較低；第二，疏水基底上的親水單元之間的間距不能有效調解，因此無法對霧氣收集效率進行優化；第三，現有霧氣收集材料的合成方法複雜、合成成本高，很難獲得大面積、低成本的親水一疏水單元相互間隔的霧氣收集材料。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種霧氣收集複合材料及其製備方法；該霧氣收集複合材料實現了超疏水一超親水單元的相互間隔，提高了霧氣收集效率；而該霧氣收集複合材料的製備方法不僅能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控，以獲得霧氣收集效率的優化，而且製備方法簡單、成本低廉、易於實現。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種霧氣收集複合材料，其具體結構包括:聚二甲基矽氧烷基底以及設於該基底上的多個二氧化矽微球；聚二甲基矽氧烷基底上分布有多個凹坑，從而在相鄰的凹坑之間形成多條凸稜；二氧化矽微球設於凸稜的交匯處，並且每個凸稜的交匯處至多設置一個二氧化矽微球。
[0007]優選地，二氧化矽微球在聚二甲基矽氧烷基底上呈六方排列。
[0008]優選地，相鄰兩個二氧化矽微球之間的距離為0.2?30微米。
[0009]優選地，二氧化矽微球的直徑為0.4?40微米。
[0010]優選地，聚二甲基矽氧烷基底的厚度為10微米?5毫米，而凹坑的深度最好是聚二甲基矽氧烷基底的厚度的0.1%?50%。
[0011]優選地，在聚二甲基矽氧烷基底的表面設有一層由C-F鍵構成的低表面自由能疏水層。
[0012]一種霧氣收集複合材料的製備方法，包括如下步驟:
[0013]步驟一，採用自組織方法在聚二甲基矽氧烷基底上合成由緊密接觸的二氧化矽微球構成的二氧化矽單層膠體球晶體陣列；
[0014]步驟二，以四氟化碳作為反應氣體，並採用反應離子刻蝕方法對附著有二氧化矽微球的聚二甲基矽氧烷基底進行刻蝕處理；在刻蝕處理完成後，即得到超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集複合材料。
[0015]優選地，在步驟二中，四氟化碳的流量為10?300毫升/分鐘，刻蝕功率為20?500瓦，刻蝕時間為1?10小時。
[0016]優選地，二氧化矽微球在聚二甲基矽氧烷基底上呈六方排列，並且在進行刻蝕處理前，二氧化娃微球的直徑為1?50微米。
[0017]優選地，聚二甲基矽氧烷基底的厚度為10微米?5毫米。
[0018]由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料採用刻蝕處理後的二氧化矽微球構成超親水單元，從而高效率地吸收霧氣中的水分；又採用刻蝕處理形成的聚二甲基矽氧烷基底上的凹槽凹坑構成超疏水單元，從而使二氧化矽微球所吸收的水分能夠通過聚二甲基矽氧烷基底快速導出；由於聚二甲基矽氧烷基底上分布多個超疏水的凹坑，而多個超親水的二氧化矽微球均設於凹坑間凸稜交匯處，因此凹坑與二氧化矽微球之間形成了相互間隔的結構，即形成了超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集結構，因此本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料能夠高效收集霧氣。該霧氣收集複合材料的製備方法可以通過增加四氟化碳的流量、提高刻蝕功率或增加刻蝕時間中的任意一種或幾種方式來增加刻蝕效果，不僅能使聚二甲基矽氧烷基底的凹坑深度變得更深，而且能使二氧化矽微球的直徑變得更小，使相鄰二氧化矽微球之間的間距變得更大，因此該霧氣收集複合材料的製備方法能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0020]圖1為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料製備方法的示意圖。
[0021]圖2為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的結構示意圖一。
[0022]圖3為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的結構示意圖二。
[0023]圖4為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖一。
[0024]圖5為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖二。
[0025]圖6為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖三。
[0026]圖7為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖四。
[0027]圖8為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖五。
[0028]圖9為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的電鏡掃描圖六。
[0029]圖10為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的X射線光電子能圖譜一。
[0030]圖11為本發明實施例提供的霧氣收集複合材料的X射線光電子能圖譜二。
【具體實施方式】
[0031]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
[0032]下面對本發明所提供的霧氣收集複合材料及其製備方法進行詳細描述。
[0033](一 ) 一種霧氣收集複合材料
[0034]如圖2至圖11所示，一種霧氣收集複合材料，其具體結構包括:聚二甲基矽氧烷基底(toms)以及設於該基底上的多個二氧化矽微球；聚二甲基矽氧烷基底上分布有多個凹坑，從而在相鄰的凹坑之間形成多條凸稜；二氧化矽微球設於凸稜的交匯處，並且每個凸稜的交匯處至多設置一個二氧化矽微球。
[0035]其中，該霧氣收集複合材料的【具體實施方式】可以包括:
[0036](1) 二氧化矽微球是經過四氟化碳氣體刻蝕處理過的，表面粗糙，具有超親水特性，能夠高效率地吸收霧氣中的水分。在實際應用中，這些二氧化矽微球最好在聚二甲基矽氧烷基底上平均分布，並且最好是呈六方排列，這是因為均布二氧化矽微球可以使聚二甲基矽氧烷基底上各方位的吸收水分能力達到均衡，而且在該複合材料的製備過程中，六方排列的二氧化矽微球比較容易製備。
[0037](2)凹槽是設有二氧化矽微球的聚二甲基矽氧烷基底經四氟化碳氣體刻蝕處理而成，表面粗糙，具有超疏水特性，能夠將二氧化矽微球所吸收的水分快速導出。在實際應用中，聚二甲基矽氧烷基底上的凹槽最好是緊密而均勻地分布在聚二甲基矽氧烷基底上，這可以使聚二甲基矽氧烷基底上各方位的疏水能力達到均衡。
[0038](3)相鄰兩個二氧化矽微球之間的距離為0.2微米?30微米，這一距離好處是即使在天氣乾冷的沙漠，收集到的微量水滴也可以被收集，如果相鄰兩個二氧化矽微球之間的距離過大，則親水單元從空氣中收集水分的效率會降低；如果相鄰兩個二氧化矽單層膠體球晶體二氧化矽微球之間的距離過小，則親水單元收集到的水分很難被有效導出、收集。
[0039](4) 二氧化矽微球的直徑為0.4微米?40微米，這一直徑的二氧化矽微球不僅可以較好地收集水分，而且製成過程比較簡單、純度較高、成本較低；如果二氧化矽微球的直徑過大，則不僅不利於有效收集水分，而且製備過程複雜、純度沒有保證，價格相對比較昂貴；如果二氧化矽微球的直徑過小，則不利於收集到水分的導出，因此二氧化矽微球過大或過小都不利於空氣中水氣的收集。
[0040](5)聚二甲基矽氧烷基底的厚度最好為10微米?5毫米，如果聚二甲基矽氧烷基底的厚度過大，從經濟上來講不合算；如果聚二甲基矽氧烷基底的厚度過小，則可能在刻蝕處理過程中把聚二甲基矽氧烷基底在凹坑處刻蝕通透。
[0041](6)凹坑的深度最好是聚二甲基矽氧烷基底的厚度的0.1%?50% ;凹坑是在刻蝕二氧化矽微球時，與二氧化矽微球間的間隙同時出現的，所以凹坑的深度與二氧化矽微球間隙有必然聯繫，例如:如果相鄰二氧化矽微球之間的間隙為2 μπι左右，那麼二氧化矽間隙處的凹坑必然在5 μπι左右，這個凹坑恰好可以實現表面超疏水的目的；如果凹坑太淺，則二氧化矽微球之間的間隙肯定很小，達不到收集霧氣的作用；如果凹坑太深，則刻蝕時間肯定很長，二氧化矽微球的外形遭到刻蝕離子的嚴重破壞，也不能起到收集霧氣的效果Ο
[0042](7)在聚二甲基矽氧烷基底的表面最好設置一層由C-F鍵構成的低表面自由能疏水層，以提高聚二甲基矽氧烷基底的疏水性能；這是因為在刻蝕處理過程中，輝光放電產生的游離氟離子很容易取代聚二甲基矽氧烷中(-CH3)的(-H)形成C-F鍵，而取代程度不一定相同，但均可以降低表面自由能、增強表面的疏水性，從而在聚二甲基矽氧烷基底表面形成低表面自由能疏水層。
[0043]具體地，該霧氣收集複合材料的原理如下:由於合成好的二氧化矽微球表面有很多羥基(-OH)，所以二氧化矽微球表面原來就具有超親水的性質；這些二氧化矽微球經過四氟化碳氣體刻蝕處理後，表面粗糙，依然是一種超親水單元，能夠高效率地吸收霧氣中的水分。又因為聚二甲基矽氧烷基底原本的平滑表面的本徵接觸角約為110°，是疏水界面，在經過四氟化碳氣體的刻蝕處理後，聚二甲基矽氧烷基底上會形成緊密分布的粗糙凹坑結構，這會進一步提升聚二甲基矽氧烷基底的疏水性能；同時，在刻蝕處理過程中，活性氟離子與聚二甲基矽氧烷基底的表面活性基團會形成C-F鍵，從而使凹坑的表面形成了低表面自由能的疏水層，因此聚二甲基矽氧烷基底是超疏水單元，二氧化矽微球所吸收的水分會通過聚一■甲基娃氧燒基底快速導出。由於聚一■甲基娃氧燒基底上分布多個超疏水的凹坑，而多個超親水的二氧化矽微球均設於凹坑間凸稜交匯處，因此凹坑與二氧化矽微球之間形成了相互間隔的結構，即形成了超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集結構，因此本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料能夠高效收集霧氣。
[0044]綜上可見，本發明實施例的霧氣收集複合材料實現了超疏水一超親水單元的相互間隔，提高了霧氣收集效率。
[0045]( 二)一種霧氣收集複合材料的製備方法
[0046]如圖1至圖11所示，一種霧氣收集複合材料及其製備方法，包括以下步驟:
[0047]步驟一，採用自組織方法在聚二甲基矽氧烷基底上合成由緊密接觸的二氧化矽微球構成的二氧化矽單層膠體球晶體陣列。
[0048]具體地，該步驟具體可以包括如下具體實施方案:
[0049](1)聚二甲基矽氧烷基底的厚度最好為10微米?5毫米，如果聚二甲基矽氧烷基底的厚度過大，從經濟上來講不合算；如果聚二甲基矽氧烷基底的厚度過小，則可能在步驟二刻蝕的過程中把二甲基矽氧烷基底在凹坑處刻蝕通透；在實際應用中，該聚二甲基矽氧烷基底最好採用現有技術中的原位聚合方法在玻璃基板表面合成。由於原位聚合方法和自組織方法均為現有技術中的常規方法，因此本申請文件中不再贅述。
[0050](2)在聚二甲基矽氧烷基底上合成的最好是大面積的二氧化矽單層膠體球晶體陣列，並且構成二氧化矽單層膠體球晶體陣列的二氧化矽微球最好呈緊密接觸的六方排列。其中，所述的大面積是指100平方釐米以上，大面積的膠體晶體有利於獲得大尺度的霧氣收集材料，從而實現霧氣收集的實際應用。所述的緊密接觸是指相鄰兩個二氧化矽微球的球心距等於兩者的半徑之和，如圖1所示，二氧化矽微球2設於聚二甲基矽氧烷基底1上，並且相鄰兩個二氧化矽微球2緊密接觸。
[0051]步驟二，以四氟化碳作為反應氣體，並採用反應離子刻蝕方法對附著有二氧化矽微球2的聚二甲基矽氧烷基底1進行刻蝕處理；在刻蝕處理完成後，即得到如圖2和圖3所示的超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集複合材料。
[0052]具體地，在刻蝕處理過程中，四氟化碳氣體不僅會對二氧化矽微球進行刻蝕，使二氧化矽微球直徑變小、表面粗糙，而且會以二氧化矽微球為掩膜，對二氧化矽微球之間暴露的聚二甲基矽氧烷基底進行刻蝕，使聚二甲基矽氧烷基底出現凹坑，並使凹坑深度逐漸加深、表面粗糙。在其他條件不變的情況下，通過採用增加四氟化碳的流量、提高刻蝕功率或增加刻蝕時間中的任意一種或幾種方式都可以增加刻蝕效果，不僅能使聚二甲基矽氧烷基底的凹坑深度變得更深，而且能使二氧化矽微球的直徑變得更小，使相鄰二氧化矽微球之間的間距變得更大，因此該霧氣收集複合材料的製備方法能夠有效調控二氧化矽微球之間的間距，即本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料的製備方法能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控。
[0053]在實際應用中，刻蝕處理所採用的四氟化碳的流量最好為10?300毫升/分鐘，刻蝕功率最好為20?500瓦，刻蝕時間最好為1?10小時；在進行刻蝕處理前，如圖1所示，二氧化矽微球2的直徑最好為1微米?50微米，而在刻蝕處理後，如圖2所示，二氧化娃微球2的直徑最好為刻蝕處理前二氧化娃微球直徑的40%?80%，即相鄰二氧化娃微球之間的間距最好為0.2?30微米，而聚二甲基矽氧烷基底上凹坑的深度最好是聚二甲基矽氧烷基底的厚度的0.1%?50%。
[0054]與現有技術相比，本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料的製備方法至少具備如下優點:第一，最終製得的複合材料中，作為超親水單元的多個二氧化矽微球呈非緊密六方排列，尺寸均一，表面粗糙，具有超親水特性；第二，最終製得的複合材料中，作為超親水單元的二氧化娃微球位於超疏水單元的凸稜交匯點，這有助於使超親水單元吸收水分進入超疏水單元；第三，利用該方法可以獲得大面積基於超親水一超疏水單元相互間隔陣列的高效霧氣收集複合材料；第四，製備過程中用料少，無汙染，生產效率高，適於大規模的工業化生產。
[0055]綜上可見，本發明實施例所提供的霧氣收集複合材料的製備方法不僅能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控，以獲得霧氣收集效率的優化，而且該製備方法簡單、易於實現、成本低廉。
[0056]為了更加清晰地展現出本發明所提供的技術方案及所產生的技術效果，下面以幾個具體實施例對本發明所提供的霧氣收集複合材料及其製備方法進行詳細描述。
[0057]實施例一
[0058]如圖1至圖11所示，一種霧氣收集複合材料及其製備方法，包括以下步驟:
[0059]步驟一，採用自組織方法在聚二甲基矽氧烷基底1上合成大面積六方排列並緊密接觸的二氧化矽微球2陣列。其中，聚二甲基矽氧烷基底1的厚度為250微米，步驟一得到的二氧化矽微球2的直徑為5.0微米。
[0060]步驟二，以四氟化碳作為反應氣體，並採用反應離子刻蝕方法對附著有二氧化矽微球2的聚二甲基矽氧烷基底1進行刻蝕處理；在刻蝕處理完成後，即得到超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集複合材料。
[0061]其中，四氟化碳的流量為30暈升/分鐘，刻蝕功率為50瓦，刻蝕時間為3小時；在刻蝕處理完成後，二氧化矽微球2的直徑為3微米，相鄰二氧化矽微球2之間的間距為2微米，聚二甲基矽氧烷基底上凹坑的深度是聚二甲基矽氧烷基底的厚度的2%。
[0062]具體地，結合附圖4至圖11對本發明實施例的霧氣收集原理進行說明:
[0063](1)圖4是採用美國FE-SEM，FEI Sir1n 200型場發射掃描電子顯微鏡對本發明實施例所製得的霧氣收集複合材料進行觀察並拍攝的照片。由圖中可以看出:聚二甲基矽氧烷基底上有序分布著多個刻蝕處理所形成的凹坑，二氧化矽微球2設於凹坑之間凸稜的交匯處，並且這些二氧化矽微球2呈非緊密六方排列的有序陣列；二氧化矽微球2的直徑為3微米，相鄰二氧化矽微球2之間的間距為2微米。
[0064](2)圖5是採用上海梭倫SL200B型接觸角測量儀對圖4所示有序陣列上水的接觸角進行觀察並拍攝的照片。由圖中可以看出:水的接觸角為132度，這說明二氧化矽微球2不是超疏水特性。
[0065](3)取本發明實施例所製得的霧氣收集複合材料，並採用膠帶粘貼法除去刻蝕處理後的二氧化矽微球2，再採用美國FE-SEM，FEI Sir1n 200型場發射掃描電子顯微鏡對聚二甲基矽氧烷基底進行觀察和拍攝，得到圖6所示的去除二氧化矽微球2後聚二甲基矽氧烷基底的表面形貌照片。由圖中可以看出:凹坑在聚二甲基矽氧烷基底上有序均勻排列，凹坑之間凸稜的交匯處是一個未被刻蝕處理的立柱，其頂部就是設置二氧化矽微球2的位置，這說明在刻蝕處理中，由於二氧化矽微球2的遮擋，凹坑之間凸稜的交匯處未被刻蝕，而未被二氧化矽微球2遮擋的聚二甲基矽氧烷基底被刻蝕形成凹坑。
[0066](4)採用上海梭倫SL200B型接觸角測量儀對獲取圖6過程中用膠帶粘取的氧化矽單層膠體球晶體的接觸角進行觀察和拍攝，得到圖7所示的刻蝕處理後的二氧化矽微球2的表面接觸角照片。由圖中可以看出:水的接觸角為153度，這說明二氧化矽微球2底下的聚一.甲基娃氧燒基底經刻蝕後呈超疏水特性。
[0067](5)圖8是採用美國FE-SEM，FEI Sir1n 200型場發射掃描電子顯微鏡對本發明實施例所製得的霧氣收集複合材料進行觀察並拍攝的照片。由圖中可以看出:二氧化矽微球2在聚二甲基矽氧烷基底上大面積的六方排列。
[0068](6)圖9是採用上海梭倫SL200B型接觸角測量儀型場發射掃描電子顯微鏡對圖8所示有序陣列上水的接觸角進行觀察並拍攝的照片。由圖中可以看出:水的接觸角為4.5度，這說明刻蝕後的二氧化矽微球2呈超親水特性。
[0069](7)圖10是採用ESCALAB MK II型X射線光電子能譜儀對圖6所示的去除二氧化矽微球2後的聚二甲基矽氧烷基底進行觀察和測量，所得到的該聚二甲基矽氧烷基底中全元素的圖譜；其中，縱坐標為counts per second(即單位時間內測得的光電子數目)，橫坐標為bind energy (即結合能)。由圖中可以看出:刻蝕過的聚二甲基娃氧燒基底裡各種元素的存在狀態以及元素間的相對含量。
[0070](8)圖11是採用ESCALAB MK II型X射線光電子能譜儀對圖6所示的去除二氧化矽微球2後的聚二甲基矽氧烷基底進行觀察和測量，所得到的該聚二甲基矽氧烷基底中氟元素的FIs圖譜；其中，縱坐標為counts per second(即單位時間內測得的光電子數目)，橫坐標為bind energy (即結合能)。由圖中可以看出:經過四氟化碳刻蝕後，該聚二甲基矽氧烷基底的表面形成了 C-F鍵，使該聚二甲基矽氧烷基底的表面自由能降低，從而誘導了超疏水。
[0071]綜上可見，本發明實施例的霧氣收集複合材料實現了超疏水一超親水單元的相互間隔，提高了霧氣收集效率；而該霧氣收集複合材料的製備方法不僅能夠對超疏水基底上的超親水單元的間距進行有效調控，以獲得霧氣收集效率的優化，而且該製備方法簡單、易於實現、成本低廉。
[0072]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種霧氣收集複合材料，其特徵在於，包括:聚二甲基矽氧烷基底以及設於該基底上的多個二氧化矽微球； 聚二甲基矽氧烷基底上分布有多個凹坑，從而在相鄰的凹坑之間形成多條凸稜；二氧化娃微球設於凸稜的交匯處，並且每個凸稜的交匯處至多設置一個二氧化娃微球。
2.根據權利要求1所述的霧氣收集複合材料，其特徵在於，所述的二氧化矽微球在聚二甲基矽氧烷基底上呈六方排列。
3.根據權利要求2所述的霧氣收集複合材料，其特徵在於，相鄰兩個二氧化矽微球之間的距離為0.2?30微米。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的霧氣收集複合材料，其特徵在於，所述的二氧化矽微球的直徑為0.4?40微米。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的霧氣收集複合材料，其特徵在於，所述的聚二甲基娃氧燒基底的厚度為10微米?5暈米，而凹坑的株度最好是聚一甲基娃氧燒基底的厚度的 0.1%?50%。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的霧氣收集複合材料，其特徵在於，在聚二甲基矽氧烷基底的表面設有一層由C-F鍵構成的低表面自由能疏水層。
7.一種霧氣收集複合材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一，採用自組織方法在聚二甲基矽氧烷基底上合成由緊密接觸的二氧化矽微球構成的二氧化矽單層膠體球晶體陣列； 步驟二，以四氟化碳作為反應氣體，並採用反應離子刻蝕方法對附著有二氧化矽微球的聚二甲基矽氧烷基底進行刻蝕處理；在刻蝕處理完成後，即得到超疏水一超親水單元相互間隔的霧氣收集複合材料。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，在步驟二中，四氟化碳的流量為10?300毫升/分鐘，刻蝕功率為20?500瓦，刻蝕時間為I?10小時。
9.根據權利要求7或8所述的製備方法，其特徵在於，所述二氧化矽微球在聚二甲基矽氧烷基底上呈六方排列，並且在進行刻蝕處理前，二氧化矽微球的直徑為I?50微米。
10.根據權利要求7或8所述的製備方法，其特徵在於，所述的聚二甲基矽氧烷基底的厚度為10微米?5毫米。
【文檔編號】B81C1/00GK104445042SQ201410662934
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】李越, 吳豔春, 李昕揚, 劉迪龍, 蔡偉平 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院