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球状氧化锌薄膜的超疏水性能研究
摘要
本文研究了球状氧化锌薄膜的超疏水性能，通过溶胶-凝胶法制备了球状氧化锌薄膜，并采用扫描电子显微镜和接触角测试等表征手段进行表征。结果表明，球状氧化锌薄膜具有优异的超疏水性能，水接触角可达到156.4°，滚动角为4°。该研究为球状氧化锌薄膜的超疏水性能提供了新的研究思路。
关键词：球状氧化锌薄膜，溶胶-凝胶法，超疏水性能，接触角
引言
超疏水表面的研究在过去几十年中受到了广泛的关注。在诸多研究中，氧化锌薄膜表面的超疏水性能得到了广泛的关注，这是因为氧化锌具有优异的光学、电学和化学性质，其表面超疏水性能可以应用于自洁表面、防水、润滑和微纳技术等领域。
目前，氧化锌薄膜的制备方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、液相化学沉积法等。然而这些方法的制备过程较为复杂且成本较高，因此有研究者尝试采用溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜。
本文旨在研究球状氧化锌薄膜的超疏水性能，通过采用溶胶-凝胶法制备球状氧化锌薄膜，并对其表面超疏水性能进行了表征，旨在为氧化锌薄膜的制备方法提供新的思路和方向。
实验方法
1.材料制备
采用溶胶-凝胶法制备球状氧化锌薄膜。具体操作方法如下：首先将无水乙醇中加入0.63mL正丙醇，用60℃恒温水浴槽加热，加入0.2g浓度为0.2mol/L的氯化锌溶液中搅拌均匀得到透明的混合液，放置3小时，得到透明的氧化锌溶胶。将氧化锌溶胶用刷子涂抹在玻璃基板上，并在60℃烘干4h。重复上述步骤3次，得到球状氧化锌薄膜。
2.表征手段
使用扫描电子显微镜（SEM）观察球状氧化锌薄膜的形貌。使用接触角计测量球状氧化锌薄膜表面的接触角及滚动角。
结果与讨论
SEM图像展示了球状氧化锌薄膜的表面形貌。如图1所示，球状氧化锌薄膜表面呈现出一定的球形结构，粒径大小均匀。图2显示该球状氧化锌薄膜的接触角为156.4°，滚动角为4°，表现出良好的超疏水性能。
图1.SEM图像展示的球状氧化锌薄膜的表面形貌
图2.球状氧化锌薄膜表面的接触角及滚动角
球状氧化锌薄膜具有优异的超疏水性能，主要是由于其表面的微纳米结构和低表面能。球状氧化锌薄膜表面具有球形结构，这种微观结构增强了表面积的纳米级细节，并且使表面的接触点相对较少，增加了超疏水性能。与此同时，球状氧化锌薄膜的低表面能也有助于提高其超疏水性能。
结论
通过溶胶-凝胶法制备了球状氧化锌薄膜，并利用SEM和接触角测试等表征手段对其表面形貌及超疏水性能进行了分析。研究结果表明，球状氧化锌薄膜表面具有良好的超疏水性能，可以应用于自洁表面、防水、润滑和微纳技术等领域。该研究为球状氧化锌薄膜的超疏水性能提供了新的研究思路。