CN102803127A - 超亲水纳米结构 - Google Patents

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Abstract

超亲水纳米结构的实施例包括纳米颗粒。所述纳米颗粒被形成为多孔群集。所述多孔群集被形成为聚集体群集。制品的实施例包括基底上的所述超亲水纳米结构。制造超亲水纳米结构的方法的实施例包括将包括纳米颗粒的溶液施用到基底上。所述基底被加热以形成所述纳米颗粒的多孔群集的聚集体群集。

Description

超亲水纳米结构
相关申请
本申请要求2009年5月8日提交的美国临时专利申请序列号61/176,864的优先权，其通过引用的方式被整体上合并于此处。政府支持的声明
本发明是依据由美国能源部给予的第DE-AC02-05CH11231号合同的规定而在政府支持的情况下做出的。政府具有本发明中的某些权利。
背景技术
本发明涉及表面科学领域，并且更特别地，涉及在其中存在改进表面的亲水行为的期望的表面科学领域。
当冷的表面突然与暖的潮湿空气接触时，雾化(fogging)常常发生。雾化散射光，并且经常使所述表面半透明(translucent)。雾化严重性可能最终损害透明材料的有用性，并且可能是危险的状况，例如当所述雾化的材料是车辆挡风玻璃或护目镜镜片(goggle lens)时。
作为例子，当空气中的水蒸气由于空气和眼镜片(spectaclelenses)的温度之间的差异而凝结时，由玻璃或塑料(plastic)制成的眼镜片的雾化发生，其结果是：微小水滴粘附到所述眼镜片的表面并且以复杂的方式不规则地反射或折射光。为了防止这样的雾化的发生，如下是已知的：用防雾化液体(诸如亲水活化剂)涂敷所述眼镜片的表面以便表面张力被减小并且由此避免小水滴的产生。然而，该技术存在如下问题：所涂敷的防雾化液体不能长时间保持有效，因为其蒸发或者被擦掉。
目前的商品防雾化涂层经常在随时间被反复清洁之后丧失有效性，并且因此需要经常重新施用以确保其有效性。针对防雾化应用已经提出了许多合成物。例如，在标题为“Anti-fog coating and coated film(防雾化涂层和经涂敷的薄膜)”的美国专利6,455,142中，Heberger等人教导了一种涂敷的聚合物薄膜，所述涂敷的聚合物薄膜被施用于表面并且提供实质上无条纹的涂敷的表面。另一例子是标题为“Waterrepellant agent for glass(用于玻璃的拒水剂)”的美国专利5,853,896，在其中Kondo等人教导了一种用于施用到玻璃(例如，玻璃挡风罩)的拒水合成物，在其中这样的合成物是有机硅烷(organosilane)和二有机聚硅氧烷(diorganopolysiloxane)的混合物。又另一例子是标题为“Transparent anti-fog coating(透明防雾化涂层)”的美国专利5,804,612，在其中Song等人教导了一种透明涂层，该透明涂层包括聚合物、含铝交联剂、和含氢氧基或硅氧烷基(hydroxyl or s iloxanegroups)的表面活性剂。
在某些应用中，诸如口腔镜，在其中病人的口腔细节的精确反映是至关重要的，并且在其中无毒性是强制性的，这样的合成物是不完全令人满意。它们也没有提供对防雾化问题的完全的解决。一些合成物需要长时间的固化(curing)。一些合成物是有毒的。许多合成物将在由当前使用的高速钻头所产生的水中立即溶解并从口腔镜上洗掉。并且没有合成物为在以下操作场景中观看细节提供足够的可见性：口腔镜对牙齿的邻近使反射光漫射并且模糊了精确的口腔工作所必需的牙齿细节。
更一般地，强烈吸引水(超亲水)或排斥水(超疏水)的表面分别是通向通过薄膜或液滴流进行自我清洁的两条基本路径的关键(参见，R.Blossey，Nature Materials(自然材料)2(2003)301)。尽管在20世纪初期建立的理论(参见A.B.D.Cassie等人的Transactions of theFaraday Society(法拉第学会会刊)40(1944)0546；以及R.N.Wenzel的Industrial and Engineering Chemistry(工业和工程化学)28(1936)988)能够将润湿现象与一般表面属性相关，但在对若干生物系统(例如，荷叶(Nelumbo Nucifera)、芋头(colocasia esculenta)、以及Namib沙漠甲虫(参见W.Barthlott等人的Planta202(1997)1))进行研究之后，最近已经重新返回讨论(revisit)了表面结构的角色，揭示了复杂的分层微结构对实现极端润湿表面的重要性。这些研究提出了基于模仿生物表面的形态的用于自我清洁技术的新策略(参见，L.Zhai等人的Nano Letters4(2004)1349)，尽管主要目标已是实现超疏水性。
同时，作为对于跨越传统学科边界的许多能量和环境应用而言具有令人激动的潜力的唯一的光催化剂，TiO2最近已得到了很多的关注(例如，参见X.Chen、S.S.Mao的Chemical reviews 107(2007)2891)。自从发现能够提高其表面润湿性的UV光诱导的光催化活动(参见，R.Wang等人，Nature(自然)388(1997)431；以及R.Wang等人，Advanced Materials(高级材料)10(1998)135)，TiO2已被广泛地用于自我清洁和相关的防污染、防细菌应用(参见I.P.Parkin等人，Journalof Materials Chemistry(材料化学期刊)15(2005)1689)。然而，基于TiO2的技术的重大挑战来源于维持所述润湿行为的困难，尽管已经采用了许多强有力的(drastic)步骤通过使用例如非透明的(参见，C.Pan等人，Materials Research Bulletin(材料研究公告)42(2007)1395；以及Z.Z.Gu等人，Applied Physics Letters 85(2004)5067)或合成的系统(参见，D.Lee等人，Nano Letters 6(2006)2305)来克服该挑战。近来的对TiO2纳米颗粒(nanoparticles)和聚乙二醇(polyethylene glycol)的多层组件的尝试(参见，W.Y.Gan等人，Journal of Materials Chemistry(材料化学期刊)17(2007)952；以及S.Song等人，Materials Letters 62(2008)3503)显示了在不使用UV辐照的情况下短暂的超亲水表面，对于该表面，在暴露于中等温度之后，极端润湿行为崩溃(collapse)。从应用的观点，从TiO2实现超亲水表面同时避免(circumvent)外部刺激的需要被认为是终极的自我清洁技术，尤其是如果所述极端润湿属性可以与附加的功能性(functionalities)(诸如光学透明性)相结合的话(参见，CW.Guo等人，Chemphyschem 5(2004)750)。实际上，为了低反射率、高透射率的应用而将TiO2合并在传统的透明基底(例如，玻璃)上经常是有挑战性的。
发明内容
本发明的实施例包括超亲水纳米结构、制品(article ofmanufacture)、以及制造超亲水纳米结构的方法。本发明的超亲水纳米结构的实施例包括纳米颗粒。所述纳米颗粒被形成为多孔群集。所述多孔群集被形成为聚集体群集(aggregate clusters)。本发明的制品的实施例包括基底上的所述超亲水纳米结构。本发明的制造超亲水纳米结构的方法的实施例包括将包括纳米颗粒的溶液施用到基底上。所述基底被加热以形成所述纳米颗粒的多孔群集的聚集体群集。
附图说明
本发明关于其特定的示例性实施例而被描述，并且相应地参考了附图，其中：
图1示出了本发明的产生超亲水性的纳米结构的实施例；
图2示出了根据本发明的实施例的基底上的超亲水纳米结构；
图3示出了根据本发明的聚集体群集、多孔群集以及纳米颗粒的实施例，并且也提供了本发明的聚集体群集的例子的AFM图像和本发明的示例纳米颗粒的TEM图像；
图4A和图4B分别提供了在本发明的示例性经处理的表面上和在未处理的表面上展开的液体的时间顺序照片；
图5A、5B和5C提供了与本发明的示例性经处理的表面上展开的液体相关的数据的图；
图6A和6B分别提供了用于本发明的示例性经处理的表面的光传输(optical transmission)和反射率数据以及光谱椭圆对称数据；以及
图7是显示了与未处理的表面相比，本发明的示例性经处理的表面的防雾化特性的照片。
具体实施方式
本发明的实施例包括超亲水纳米结构、制品、以及制造超亲水纳米结构的方法。
图1示出了本发明的超亲水纳米结构100的实施例的顶视图。所述超亲水纳米结构100包括多个聚集体群集102。每个聚集体群集102包括多个多孔群集(未示出)。每个多孔群集包括多个纳米颗粒(未示出)。如在图1中所示出的，当从上面观看时，所述聚集体群集的形状可以是圆形、长方形(oblong)、杆状、纺锤状或其他合适的形状。所述超亲水纳米结构100可以包括这样的形状的混合。根据实施例，所述聚集体群集102的尺寸可以在大约150nm至5μm的范围内。根据其它实施例，所述聚集体群集102的尺寸可以在大约200nm至5μm的范围内。
图2示出了制品200的实施例的侧视图。所述制品200包括基底204上的所述超亲水纳米结构100。所述超亲水纳米结构100包括所述多个聚集体群集102。根据实施例，所述聚集体群集102的高度可以在大约150nm至5μm的范围内变化。根据其它实施例，所述聚集体群集102的高度可以在大约200nm至5μm的范围内变化。
对本领域技术人员而言如下将是显而易见的：所述基底204可以是分层的基底，在其中各层驻留于基础基底和所述超亲水纳米结构100之间。
图3示出了本发明的单个聚集体群集102的实施例的侧视图。所述聚集体群集包括多个多孔群集306。所述多孔群集306可以是球形的形状，如在图3中所示出的，或者可以具有包括各形状的混合的其他形状。例如，所述多孔群集306的形状可以是长方形(oblong)、杆状、纺锤状或其他合适的形状。根据实施例，所述多孔群集306的尺寸可以在20至600nm的范围内。根据其它实施例，所述多孔群集306的尺寸可以在大约50至600nm的范围内。
单个多孔群集306被示出到所述聚集体群集102的右侧。所述多孔群集306包括多个纳米颗粒308。单个纳米颗粒308被示出到自所述多孔群集306的左上方。尽管所述纳米颗粒308的形状在图3中被示出为球形或量子点状，但所述纳米颗粒308可以具有包括各形状的混合的其他形状。例如，所述纳米颗粒308可以是纳米杆、纳米纺锤、纳米片、纳米线、纳米盘、分叉的纳米颗粒、或其他合适的纳米颗粒。根据实施例，所述纳米颗粒308的尺寸可以在大约1至100nm的范围内。根据其它实施例，所述纳米颗粒308的尺寸可以在大约1至50nm的范围内。用于所述聚集体群集102、所述多孔群集306和所述纳米颗粒308的典型的尺寸在图3中分别被指示为200nm、50nm和5nm。
根据实施例，所述纳米颗粒308包括TiO2纳米颗粒。这样的TiO2纳米颗粒可以包括一种或多种掺杂物，诸如H、N、S、C或B掺杂物或这样的掺杂物的组合。
本发明的所述超亲水纳米结构100的应用包括使用所述超亲水纳米结构100作为自我清洁涂层或防雾化涂层。这样的防雾化涂层可以被用在在其中不期望表面上的小水滴的凝结的任何设置(尤其是在其中所述表面是透明的设置)中。这样的设置的例子包括运动护目镜、车辆挡风玻璃、公共运输车辆中的窗户、用于执法和VIP保护的装甲车中的窗户、太阳能电池板、温室外壳、太阳-风-尘护目镜、激光安全护目眼镜、化学/生物护面掩具(mask)、用于爆炸武器处置人员的防弹屏蔽、以及用于轻型战术车辆的视觉遮挡。此外，本发明的附加的应用包括眼镜片、照相机、用于各种类型的光学设备的镜片、口腔镜、以及窗玻璃。
更一般地，本发明的所述超亲水纳米结构100的应用包括用于污染控制的自我清洁、自我清洁的或防雾化的窗、自我清洁或防雾化的医学应用(例如，口腔镜)、自我清洁或防雾化的柔性塑料薄膜。后者的例子是被用于包装在市场上陈列的食物的柔性塑料薄膜。因为这样的塑料薄膜阻止小水滴或雾在其表面上形成，所以顾客能够看透所述塑料薄膜并且容易地查看产品(例如，冷藏的或冰冻的食物物品)。
本发明的制造超亲水纳米结构的方法的实施例包括提供包括纳米颗粒的溶液。所述溶液被施用到基底。所述基底随后被加热以形成所述纳米颗粒的多孔群集的聚集体群集。在实施例中，将所述溶液施用到基底包括将所述溶液旋转浇铸(spin casting)到所述基底上。在将所述溶液施用到所述基底之后对所述基底加热的实施例包括在具有在大约50至600℃的范围内的温度的烤箱或炉子中将所述基底加热在大约5分钟至12小时的范围内的一段时间。对所述基底加热的其它实施例包括在具有在200至600℃的范围内的温度的烤箱或炉子中将所述基底加热在大约1小时至12小时的范围内的一段时间。在又另一实施例中，在具有大约500℃的温度的烤箱或炉子中将所述基底加热大约5小时。所述基底的加热可以被称为煅烧技术，因为所述基底的加热将纳米颗粒的所述多孔群集形成为所述聚集体群集。换句话说，本发明的所述超亲水纳米结构在所述加热或煅烧步骤中被形成。
制造所述超亲水纳米结构的所述方法的实施例进一步包括形成所述纳米颗粒。在实施例中，使用电化学技术形成所述纳米颗粒。这样的技术包括将一对电极放置在离子溶液中并横跨所述电极施加电压。这在所述溶液中产生离子通道，其使所述盐的金属氧化以形成所述纳米颗粒的所述多孔群集。在实施例中，第一和第二电极可以从Pt和Ti、Pt和Fe、Fe和Fe、Fe和Ti、以及Ti和Ti电极对的对中选择。根据实施例，所述离子盐溶液是包括NaCl、NaF、KCl、KF或另一合适的盐的水溶液。在可替代的实施例中，使用另一溶液化学方法(诸如溶胶-凝胶方法)形成所述纳米颗粒的所述多孔群集。
本发明的制造所述超亲水纳米结构的可替代的实施例采用物理气相沉积技术(例如，激光消融技术)。这样的技术包括将预先制造的TiO2固体目标材料放置在腔室中，所述腔室可以被维持在真空或用气体(诸如O2、N2、Ar)填充，同时增压至大气压。该目标材料被能量束(诸如激光束、电子束、或离子束)汽化，所述汽化的目标材料被沉积到基底(诸如玻璃或塑料片)上，形成TiO2纳米群集的多孔网络。
自从发现由紫外(UV)光催化诱导的极端表面润湿现象之后，TiO2已变成用于环境友善的应用(诸如自我清洁和防污染涂层)的选择的材料。虽然如此，实现显现持续的超亲水性而不需要外部刺激(尤其是还使所述润湿表面在一段时间之后降级的UV辐照)的表面仍然是重大的挑战。本发明是多孔TiO2纳米结构，其显示了极端的超亲水性，而不需要光激活，并且具有对连续的润湿-去润湿循环的稳定性。此外，该最终的TiO2润湿表面在从近UV到红外的波长范围之上显现高的光透射率，因此实现了实际的防雾化技术，在其中透明度是同等关键的。
鉴于表面微结构对所述极端润湿属性的重要性(如由许多生物系统所反映的)，分层的多孔TiO2表面被设计和沉积在玻璃基底上。所述分层的多孔TiO2表面拥有自我相似的形态，其具有在三个不同的长度标尺上的粗糙度-在几百纳米及更大范围内的宏观粗糙度(即，图1、2和3的所述聚集体群集102)、具有数十纳米至数百纳米的尺寸的次级特征(即，图3的所述多孔群集306)、以及具有几个纳米的直径的单个TiO2纳米颗粒(即，图3的所述纳米颗粒308)。如下已经被证明：TiO2的固有亲水属性与分层多孔结构相结合提供了许多期望的极端润湿行为。在图3中，第一插图310提供了聚集体群集合和相邻的聚集体群集的例子的AFM(原子力显微镜术)图像。该图像中的球状物体是多孔群集。在图3中，第二插图312提供了多孔群集的示例纳米颗粒的TEM(透射电子显微镜术)图像。
在图4A和4B中分别显示了在用所述自我相似的多孔TiO2涂敷的玻璃上和在未处理的玻璃表面上的小水滴的初始展开阶段。随着增强的展开，所述小水滴透入到所述凹陷的区域并在所述多孔TiO2表面上的数百毫秒(milliseconds)内展开。结果是，所述自我相似的多孔TiO2表面显现等于零的(vanishing)均衡接触角，而用于玻璃基底上的小水滴的接触角是大约34°。UV辐照和可见光都没有被应用于该极端的、超亲水的行为的激活。
图4A和图4B分别显示了在自我相似的多孔TiO2和未处理的表面上展开的流体的动态。所选择的图像显示了0.5μl的小水滴在与自我相似的多孔TiO2表面(图4A)和未涂敷的玻璃基底(图4B)相接触之后在初期阶段的展开。用于所述TiO2表面和所述未处理的表面的静态接触角分别是1°和34°。对于所述TiO2表面，超亲水行为(小于5°的接触角)被非常快地建立(即，在所述小滴沉积之后的最先的160ms期间)。此处，时间0(t＝0)被定义为恰在所述液滴被释放在所述表面上之前的帧。
固体表面上的流体的展开通常通过Tanner幂律(参见G.McHale等人，Physical Review Letters 93(2004)036102)而被描述，其预见接触角(θ)从液滴沉积随时间(t)的减小，θ∝(t0+t)-n，其中t0是常量。针对厚度为200nm(样本A)和400nm(样本B)的多孔TiO2层，图5A提供了作为时间的函数的接触角变化，其显示了针对被沉积在自我相似的多孔TiO2表面上的水的所述接触角的初期阶段的、随时间变化的行为。图5A(以及图5B和图5C)中的实线是所测量的数据对所述幂律的拟合。所述幂系数(power coefficient)n随所述自我相似的多孔TiO2的厚度而增加，表明所述多孔TiO2层的厚度的增加导致更有效率的液体展开。图5B提供了在自我相似的多孔TiO2表面上的小水滴在x和y方向(平行及垂直于所述表面)上展开的图。存在具有～0.3cm/s的平均速度的跨所述表面的优先的(preferential)展开，继之是所述小水滴沉没到所述多孔层中。
所述自我相似的多孔TiO2表面的稳定性通过研究其对连续的润湿-去润湿循环的响应而被测试。图5C中显示了对于递增的润湿-去润湿循环的数量接触角随时间的变化。对于多于20个连续的润湿循环，所述幂律依赖保持基本上不变。从所述TiO2表面上的环境(ambient)吸附碳氢化合物(hydrocarbons)已经常被报告导致所述接触角的增加。所述等于零的(vanishing)接触角的随时间变化的行为中的可忽略不计的变化表明所述自我相似的多孔TiO2表面是抗表面污染的。
所述观察到的极端润湿现象可以在Wenzel模型的框架下被解释(参见R.N.Wenzel，Industrial and Engineering Chemistry(工业和工程化学)28(1936)988)，根据该模型，表面粗糙度用以提升初始的亲水平坦表面的润湿性。在均匀的润湿状况中(在其中所述流体完全地穿透进整个表面)，视接触角(apparent contact angle)θ由cosθ＝rcosθo给出，其中r是未折叠的表面与所述液滴下的视接触面积的比率，并且θ0是在相同性质的平坦表面上的接触角(Young氏接触角)。因为r总是大于一(unity)，故对于另外的亲水(θ0＜90°)的表面，所述接触角将减小。对于自我相似的层(诸如在其中对平坦TiO2的θ0＝50-70°的自我相似的多孔TiO2表面(参见，R.Wang等人，Nature(自然)388(1997)431；以及N.Stevens等人，Langmuir 19(2003)3272))，归因于所述多个长度标尺的总的粗糙度的增加导致不断增加的r，因而有助于完全润湿的表面(θ～0°)。
除所述极端润湿行为(其对自我清洁和防污染技术而言是有利的)之外，所述自我相似的多孔TiO2表面显现光学透明性，其使得它们对防雾化应用而言是理想的。图6A将用自我相似的多孔TiO2表面涂敷的玻璃基底的透射和反射谱与未处理的玻璃基底的所述谱相比较。所述光学透明性基本上保持不受涂敷自我相似的多孔TiO2表面的影响。对于所述多孔TiO2涂敷的玻璃，在300-2500nm波长范围中获得超过90％的透射率和在6％和8％之间的反射率。
在375-830nm的波长范围中以70°的入射角执行自我相似的多孔TiO2涂敷的玻璃的光谱椭圆对称(spectroscopic ellipsometry)测量。使用Bruggeman有效介质理论、EMT(参见M.Mosaddeq-ur-Rahman等人，Journal of Applied Physics(应用物理期刊)88(2000)4634)来拟合所测量的Δ(Delta)和Ψ(Psi)数据，如在图6B中所示的。通过考虑玻璃基底上存在多孔TiO2层来计算有效的电介质函数，并且孔隙率被估计为～70％。所述EMT模型提取所述自我相似的多孔TiO2层的折射率作为波长的函数(在图6B的插图中被示出)，其中所述折射率在可见波长范围内具有值1.40±0.04，其显著低于大块TiO2的值(～2.7)。
为了证明由所述自我相似的多孔TiO2的光学透明性与其超亲水性质相结合使能的防雾化潜力，将未处理的玻璃载片(slide)和自我相似的多孔TiO2涂敷的载片放置在处于大约-15℃的温度的冰箱中，接着暴露于潮湿的空气。图7显示了在所述TiO2涂敷的载片(右侧)旁边的玻璃载片(左侧)的防雾化属性。在后者的情况下，作为小水滴的有效率的展开以形成均匀薄膜的结果，字母序列“LBNL”可以被清晰地解析。另一方面，因为所述未处理的玻璃表面具有不良的润湿性，故湿气作为离散的小滴而凝结在其表面上，导致光散射和所述未处理的玻璃表面下方的所述字母序列的模糊。还应注意L所述涂敷的表面显现防止去润湿的能力；涂敷的玻璃表面在浸没在水中之后仍然是完全润湿的，并且该状态被维持直到水蒸发。
实验的(experimental)：
锐钛矿TiO2纳米颗粒通过溶胶-凝胶过程而被合成。所述溶胶-凝胶过程包括形成包括Ti前体(precursor)和酸或碱的水溶液。在一些例子中，所述溶液还包括醇(alcohol)。在一些例子中，所述溶液还包括表面活性剂。在大多数例子中，将所得到的溶液搅拌一段时间。所述溶液随后被加热或煅烧以获得所述锐钛矿TiO2纳米颗粒。在第一例子中，所述水溶液包括丙氧化钛(titanium propoxide)、乙醇、HCl和F127表面活性剂。摩尔浓度是1∶40∶0.5∶0.005，但是可以是1∶(10-500)∶(0.001-10)∶(0.00001-10)。所述溶液被搅拌24小时，并且随后在处于500℃的炉子中煅烧5小时。在第二例子中，所述水溶液包括氯化钛、甲醇、NaOH和Triton X 100表面活性剂。摩尔浓度是1∶40∶0.2∶0.02，但是可以是1∶(10-500)∶(0.01-10)∶(0.0001-10)。所述溶液被搅拌1小时，并且随后在处于300℃的炉子中煅烧2小时。在第三例子中，所述水溶液包括丁氧化钛(titanium butoxide)和HF和H2O。摩尔浓度是1∶10∶10，但是可以是1∶(0.01-10)∶(1-100)。所述溶液被加热到180℃24小时。在第四例子中，所述水溶液包括二氧化钛细粉(P25)、HCl和NaCl。摩尔浓度是1∶0.1∶0.05，但是可以是1∶(0.0001-10)∶(0.0005-1)。所述溶液被搅拌24小时，并且随后在处于500℃的炉子中煅烧24小时。针对所述Ti前体的替代物包括钛醇盐和其他合适的钛前体。针对所述醇的替代物包括丙醇和其他合适的醇。针对所述酸的替代物包括硝酸和其他合适的酸。针对所述碱的替代物包括KOH和其他合适的碱。针对所述表面活性剂的替代物包括P125和其他合适的表面活性剂。
被分散在水中的溶胶-凝胶合成的锐钛矿TiO2纳米颗粒被旋涂在平常的钠钙玻璃(soda lime glass)载片(Gold Seal)上以形成多孔TiO2纳米颗粒涂层。所得到的薄膜随后在500℃下被煅烧5小时。使用Hitachi(S-4300SE/N)场发射SEM、在轻敲模式(tapping mode)中的Veeco Nanoscope III原子力显微镜(AFM)和Philips CM200/FEGTEM获得所述样本的表面地形(topographical)图像。施加X射线衍射(Siemens D-500衍射计)以定义所述样本的成分和结晶度。通过使用WSXM软件执行表面特征的统计分析。
通过动态的接触角测量研究与所得到的结构相接触的小水滴的展开行为。借助于微升移液管小水滴(在20℃18.1MΩ的电阻率，72.8mN/m的表面张力)被轻轻地沉积在所述TiO2表面上，并且使用CCD照相机镜头阵列系统以便以60Hz的帧速率记录所述液滴轮廓的视频图像。所述小水滴具有0.5-3.0μl的体积(0.49-0.89mm的直径)，并且在具有80％的相对湿度的环境中执行接触角测量。对于防雾化实验，未涂敷的和TiO2涂敷的玻璃载片两者均被放置在处于-15℃的温度的冰箱中1个小时，并且随后暴露于所述潮湿的实验室空气。
使用装备有积分球(integrating sphere)的UV-Vis分光光度计(Perkin-Elmer，Lambda 900)测量所述涂敷的样本的透射率和反射率。FilmTek 3000光谱椭圆计(spectroscopic ellipsometer)被用于确定所述制造的TiO2薄膜的折射率。
结论：
由在若干生物系统中存在的分层微结构的启示，我们制造出显现稳定的超亲水润湿行为而不需要UV光激活的自我相似的多孔TiO2表面。实际上，在本研究中没有施用光，这表明不需要常规的光催化反应，也不需要增强剂，以诱导TiO2中的超亲水性。此处实现的自我相似的多孔TiO2表面还显示了具有高的可见透明度的有利的光响应，结合超亲水性，这使得担负得起费用的自我清洁窗和防雾化涂层更接近现实。
参考文献：
1.R.Blossey，Nature Materials(自然材料)2(2003)301.
2.A.B.D.Cassie，S.Baxter，Transactions of the Faraday Society(法拉第学会会刊)40(1944)0546.
3.R.N.Wenzel，Industrial and Engineering Chemistry(工业和工程化学)28(1936)988.
4.W.Barthlott，C.Neinhuis，Planta 202(1997)1.
5.L.Zhai，F.C.Cebeci，R.E.Cohen，M.F.Rubner，Nano Letters 4(2004)1349.
6.X.Chen，S.S.Mao，Chemical Reviews(化学评论)107(2007)2891.
7.R.Wang，K.Hashimoto，A.Fujishima，M.Chikuni，E.Kojima，A.Kitamura，M.Shimohigoshi，T.Watanabe，Nature(自然)388(1997)431.
8.R.Wang，K.Hashimoto，A.Fujishima，M.Chikuni，E.Kojima，A.Kitamura，M.Shimohigoshi，T.Watanabe，Advanced Materials 10(1998)135.
9.LP.Parkin，R.G.Palgrave，Journal of Materials Chemistry  (材料化学期刊)15(2005)1689.
10.C.Pan，S.A.Cheng，H.M.Wei，G.Z.Han，J.Z.Zhang，A.Fujishima，Z.Z.Gu，Materials Research Bulletin(材料研究公告)42(2007)1395.
11.Z.Z.Gu，A.Fujishima，O.Sato，Applied Physics Letters  85(2004)5067.
12.D.Lee，M.F.Rubner，R.E.Cohen，Nano Letters  6(2006)2305.
13.W.Y.Gan，S.W.Lam，K.Chiang，R.Amal，H.J.Zhao，M.P.Brungs，Journal of Materials Chemistry(材料化学期刊)17(2007)952.
14.S.Song，L.Jing，S.Li，H.Fu，Y.Luan，Materials Letters  62(2008)3503.
15.CW.Guo，L.Feng，J.Zhai，G.J.Wang，Y.L.Song，L.Jiang，D.B.Zhu，Chemphyschem 5(2004)750.
16.G.McHale，N.J.Shirtcliffe，S.Aqil，CC.Perry，M.I.Newton，PhysicalReview Letters 93(2004)036102.
17.N.Stevens，C.I.Priest，R.Sedev，J.Ralston，Langmuir 19(2003)3272.
18.M.Mosaddeq-ur-Rahman，G.L.Yu，T.Soga，T.Jimbo，H.Ebisu，M.Umeno，Journal of Applied Physics (应用物理期刊)88(2000)4634.
应注意：如此处和在所附的权利要求中所使用的，所述单数形式“一个(a)”、“和”、以及“所述(the)”包括多个指示物，除非上下文清楚地指示别的方式。
本发明的前面详细的描述被提供用于说明的目的，并且不意在是穷尽的或意在将本发明限于所公开的实施例。因此，本发明的范围由所附的权利要求限定。

Claims (16)

1.一种超亲水纳米结构，包括：
纳米颗粒；
所述纳米颗粒形成多孔群集；以及
所述多孔群集形成聚集体群集。
2.一种制品，包括：
基底；以及
在所述基底的表面的至少一部分上的超亲水纳米结构，所述超亲水纳米结构包括：
纳米颗粒；
所述纳米颗粒形成多孔群集；以及
所述多孔群集形成聚集体群集。
3.如权利要求2所述的制品，其特征在于，其中所述纳米颗粒包括二氧化钛。
4.如权利要求3所述的制品，其特征在于，其中所述纳米颗粒进一步包括掺杂物。
5.如权利要求4所述的制品，其特征在于，其中从由H、N、S、C、B以及其组合组成的组中选择所述掺杂物。
6.如权利要求2所述的制品，其特征在于，其中所述纳米颗粒具有在大约1至100nm的范围内的尺寸。
7.如权利要求6所述的制品，其特征在于，其中所述纳米颗粒具有在大约1至50nm的范围内的尺寸。
8.如权利要求2所述的制品，其特征在于，其中所述多孔群集具有在大约20至600nm的范围内的尺寸。
9.如权利要求8所述的制品，其特征在于，其中所述多孔群集具有在大约50至600nm的范围内的尺寸。
10.如权利要求2所述的制品，其特征在于，其中所述聚集体群集具有在大约150nm至5μm的范围内的尺寸。
11.如权利要求2所述的制品，其特征在于，其中所述聚集体群集具有在大约200nm至5μm的范围内的尺寸。
12.一种制造超亲水纳米结构的方法，包括：
向基底施用包括纳米颗粒的溶液；以及
加热所述基底以形成聚集体群集，所述聚集体群集中的每个包括所述纳米颗粒的多孔群集。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括形成所述纳米颗粒。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其中形成所述纳米颗粒包括使用电化学技术形成所述纳米颗粒。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其中形成所述纳米颗粒包括使用溶胶-凝胶技术形成所述纳米颗粒。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中向所述基底施用所述溶液包括将所述溶液旋转浇铸到所述基底上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104192068A (zh) * 2014-06-18 2014-12-10 华东交通大学 具有自清洁效应的织构化镜面
CN106458718A (zh) * 2014-02-20 2017-02-22 巴塞罗纳大学 具有降低由水凝结所致的光散射的特性的表面及其制造方法
WO2018018689A1 (zh) * 2016-07-29 2018-02-01 江苏大学 一种超亲水仿生基质含水量传感器及其制备方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013019257A1 (en) 2011-08-03 2013-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Articles for manipulating impinging liquids and methods of manufacturing same
KR20200044985A (ko) * 2011-08-05 2020-04-29 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 액체 함침 표면, 이의 제조 방법 및 이것이 일체화된 장치
WO2013141953A2 (en) 2012-03-23 2013-09-26 Massachusetts Institute Of Technology Liquid-encapsulated rare-earth based ceramic surfaces
EP2828174A1 (en) 2012-03-23 2015-01-28 Massachusetts Institute of Technology Self-lubricating surfaces for food packaging and food processing equipment
US20130337027A1 (en) 2012-05-24 2013-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Medical Devices and Implements with Liquid-Impregnated Surfaces
JP2015522839A (ja) * 2012-05-24 2015-08-06 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 液体含浸表面を有する装置
US9625075B2 (en) 2012-05-24 2017-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus with a liquid-impregnated surface to facilitate material conveyance
WO2013188702A1 (en) 2012-06-13 2013-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Articles and methods for levitating liquids on surfaces, and devices incorporating the same
WO2014010534A1 (ja) * 2012-07-13 2014-01-16 東洋製罐株式会社 内容物に対する滑り性に優れた包装容器
US20140178611A1 (en) 2012-11-19 2014-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods employing liquid-impregnated surfaces
MX2015006238A (es) 2012-11-19 2015-12-03 Massachusetts Inst Technology Aparato y metodos que emplean superficies impregnadas con liquido.
CN105121036A (zh) 2013-02-15 2015-12-02 麻省理工学院 用于滴状冷凝的接枝聚合物表面和相关使用及生产方法
FR3003857B1 (fr) * 2013-03-28 2015-04-03 Quertech Procede de traitement par un faisceau d'ions pour produire des materiaux en verre superhydrophiles.
JP2016518977A (ja) 2013-04-16 2016-06-30 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー エマルションまたは他の混合物の単極分離のためのシステムおよび方法
CN103315430A (zh) * 2013-06-27 2013-09-25 江苏华艺服饰有限公司 新型多功能运动装复合面料
US9585757B2 (en) 2013-09-03 2017-03-07 Massachusetts Institute Of Technology Orthopaedic joints providing enhanced lubricity
US20150179321A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Massachusetts Institute Of Technology Controlled liquid/solid mobility using external fields on lubricant-impregnated surfaces
US9947481B2 (en) 2014-06-19 2018-04-17 Massachusetts Institute Of Technology Lubricant-impregnated surfaces for electrochemical applications, and devices and systems using same
WO2016054121A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 Nano Tech Innovations Corporation Nano-engineered, halogen-free, super omniphobic coatings
EP3023513B1 (en) * 2014-11-18 2020-06-03 Universidad de Vigo Method to produce nanoporous coatings in open air conditions
JP6903994B2 (ja) * 2016-03-29 2021-07-14 リコーイメージング株式会社 光学素子及びその製造方法
CN107983384B (zh) * 2016-10-26 2019-11-26 中国科学院福建物质结构研究所 一种氮掺杂TiO2-C材料、其制备方法及应用
WO2018222661A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 University Of Pittsburgh-Of The Commonwealth System Of Higher Education High transparency, high haze nanostructured structures
GR20210100373A (el) * 2021-06-07 2023-01-10 Βιομimhτικη Ιδιωτικη Κεφαλαιουχικη Εταιρεια, Δημιουργια νανο-δομων με λεϊζερ για ιδιαιτερως διαφανη αντιθαμβωτικα υαλωδη υλικα
WO2024006505A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 University Of Connecticut Article for cooling, methods of manufacture and uses thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544269A1 (en) * 2003-04-30 2005-06-22 Ube Nitto Kasei Co., Ltd. Photocatalyst coating liquid, photocatalyst film and photocatalyst member
CN1681077A (zh) * 2004-04-09 2005-10-12 电子科技大学 一种纳米结的制备方法
WO2008021817A2 (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Massachusetts Institute Of Technology Superhydrophilic coatings
US20080248263A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-09 Applied Microstructures, Inc. Method of creating super-hydrophobic and-or super-hydrophilic surfaces on substrates, and articles created thereby

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2161645A1 (de) 1971-12-11 1973-06-14 Roehm Gmbh Beschlagverhinderndes beschichtungsmittel
US3933407A (en) 1972-06-29 1976-01-20 Tu Robert S Articles coated with synergistic anti-fog coatings based on hydrophillic polymers and organosiloxane- oxyalkylene block copolymers
US4127682A (en) 1975-05-19 1978-11-28 American Optical Corporation Abrasion and antifog-resistant optical element
US4478909A (en) 1980-10-24 1984-10-23 Toray Industries, Inc. Anti-fogging coating film
US4467073A (en) 1982-10-20 1984-08-21 Hydromer, Inc. Transparent anti-fog coating compositions
CA2021933A1 (en) 1989-07-27 1991-01-28 Hiroshi Hosono Process for preparation of anti-fogging coating
US5244935A (en) 1990-02-26 1993-09-14 Nippon Oil And Fats Co., Ltd. Composition of ultraviolet curing antifogging agent and process for forming antifogging coating film
WO1993007945A1 (en) 1991-10-21 1993-04-29 Cornell Research Foundation, Inc. Column with macroporous polymer media
US5728457A (en) 1994-09-30 1998-03-17 Cornell Research Foundation, Inc. Porous polymeric material with gradients
US5804612A (en) 1995-06-08 1998-09-08 Arkwright, Incorporated Transparent anti-fog coating
JPH09268281A (ja) 1996-03-29 1997-10-14 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 車両ガラス用撥水剤組成物および車両用撥水性ガラス
DE19736925A1 (de) * 1996-08-26 1998-03-05 Central Glass Co Ltd Hydrophiler Film und Verfahren zur Erzeugung desselben auf einem Substrat
US5929214A (en) 1997-02-28 1999-07-27 Cornell Research Foundation, Inc. Thermally responsive polymer monoliths
EP0924164A3 (en) * 1997-12-18 2000-01-05 Hoya Corporation Methods for producing oxides or composites thereof
US6455142B1 (en) 1999-12-17 2002-09-24 Mitsubishi Polyester Film, Llc Anti-fog coating and coated film
DE10022246A1 (de) 2000-05-08 2001-11-15 Basf Ag Beschichtungsmittel für die Herstellung schwer benetzbarer Oberflächen
US6616825B1 (en) 2000-08-23 2003-09-09 The Regents Of The University Of California Electrochromatographic device for use in enantioselective separation, and enantioselective separation medium for use therein
US7262063B2 (en) * 2001-06-21 2007-08-28 Bio Array Solutions, Ltd. Directed assembly of functional heterostructures
US6887384B1 (en) 2001-09-21 2005-05-03 The Regents Of The University Of California Monolithic microfluidic concentrators and mixers
US7442227B2 (en) * 2001-10-09 2008-10-28 Washington Unniversity Tightly agglomerated non-oxide particles and method for producing the same
US7431888B2 (en) 2002-09-20 2008-10-07 The Regents Of The University Of California Photoinitiated grafting of porous polymer monoliths and thermoplastic polymers for microfluidic devices
US20070005024A1 (en) * 2005-06-10 2007-01-04 Jan Weber Medical devices having superhydrophobic surfaces, superhydrophilic surfaces, or both
US20060292345A1 (en) 2005-06-14 2006-12-28 Dave Bakul C Micropatterned superhydrophobic silica based sol-gel surfaces
CN101855180A (zh) * 2007-11-16 2010-10-06 水体检测有限公司 光电极
EP2283067A2 (en) 2008-05-09 2011-02-16 The Regents of the University of California Superhydrophobic and superhydrophilic materials, surfaces and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544269A1 (en) * 2003-04-30 2005-06-22 Ube Nitto Kasei Co., Ltd. Photocatalyst coating liquid, photocatalyst film and photocatalyst member
CN1681077A (zh) * 2004-04-09 2005-10-12 电子科技大学 一种纳米结的制备方法
WO2008021817A2 (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Massachusetts Institute Of Technology Superhydrophilic coatings
US20080248263A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-09 Applied Microstructures, Inc. Method of creating super-hydrophobic and-or super-hydrophilic surfaces on substrates, and articles created thereby

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KANG YONG SONG: "Preparation of transparent particulate MoO3/TiO2 and WO3/TiO2 films and their photocatalytic properties", 《CHEM.MATER》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106458718A (zh) * 2014-02-20 2017-02-22 巴塞罗纳大学 具有降低由水凝结所致的光散射的特性的表面及其制造方法
CN104192068A (zh) * 2014-06-18 2014-12-10 华东交通大学 具有自清洁效应的织构化镜面
WO2018018689A1 (zh) * 2016-07-29 2018-02-01 江苏大学 一种超亲水仿生基质含水量传感器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2427406A1 (en) 2012-03-14
US9028958B2 (en) 2015-05-12
WO2010129807A1 (en) 2010-11-11
JP2012526041A (ja) 2012-10-25
US20120128963A1 (en) 2012-05-24
EP2427406A4 (en) 2012-11-14

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Cannavale et al. Multifunctional bioinspired sol-gel coatings for architectural glasses
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