一、 项目简介荷叶出淤泥而不染的自清洁性能、蛾翅膀表面的自清洁性能、水黾的腿在水面上自由行走而不下沉、鱼体表面在油污污染的水中保持自身清洁等一系列自然界中的超疏水、超双疏现象引起了许多学者的极大关注。近年来国内外关于超疏水、超双疏的研究都有大量文献报道。然而依照这些方法制备超疏水/超双疏涂层的成本非常高且技术要求严格，进行大规模工业生产几乎在短期内难以实现。2013年美国Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今为止也是唯一一家通过简单喷涂即可实现超疏水界面的超疏水的涂层。目前张旭教授课题组已经成功开发了具有世界领先技术的超双疏、自清洁涂层，此种纳米涂层模拟荷叶表面结构，具有超疏水、超疏油自清洁性质，利用简单喷涂可在布料、木材、纸张、金属、建筑等材料表面，快速形成“荷叶效应”界面，并具有耐紫外线和一定的耐磨性质，具有自清洁、防水、防腐蚀、防冻、减阻、油水分离等作用，在建材、化工、石油、国防军事、能源等领域具有广阔的发展空间，是一种极具发展潜力的新材料。例如，直接喷涂在衣物、鞋帽、帐篷表面可实现自清洁、防雨功能，达到免清洗作用，并具有织物原有的透气性；喷涂在高压电网输电支架以及风力发电扇叶上可防止结冰；喷涂木材表面可实现户外的防潮、防霉；喷涂电路板上可实现防水、防潮；喷涂在高层建筑物表面可实现自清洁等等。此外，此种材料的生产无排放、无污染。张旭教授课题组已经实现了小试生产制备，实验室即可制备公斤级产品，取得了目前已知除美国Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能够公斤级制备超双疏、自清洁涂层的技术，并在一些方面超过该公司产品，例如已经能够突破超双疏涂层白色限制，得到各种颜色的超双疏涂层；能够对食用油、导热油、甲苯、氯仿等实现超疏油；通过简单调整可实现只超疏水但亲油，喷涂后的织网可对油水两相实现快速、简便的油水分离。该技术已申请四项相关国家发明专利，目前正在积极与相关应用企业合作，推广该产品的市场应用。二、 项目技术成熟程度已实现实验室的小试制备（5L反应釜）。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）喷涂在材料表面对油（食用油、导热油、甲苯、氯仿等）和水接触角大于150度，滚动角小于10度，耐受温度使用温度范围可以在-34℃~149℃之间，目前已申请四项国家发明专利。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）此种纳米涂层模拟荷叶表面结构，具有超疏水、超疏油自清洁性质，利用简单喷涂可在布料、木材、纸张、金属、建筑等材料表面，快速形成“荷叶效应”界面，并具有耐紫外线和一定的耐磨性质，具有自清洁、防水、防腐蚀、防冻、减阻、油水分离等作用，在建材、化工、石油、国防军事、能源等领域具有广阔的发展空间，是一种极具发展潜力的新材料。在早期，人们对于如何防水、防油一直以来都是热衷讨论的话题，毕竟没有人会愿意打扫厨房里各种油污，或者自己的手机掉进水里当场报销损失惨重。各色疏水、疏油涂层几乎成为人们生活中不可或缺的化学用品，小到手表、雨伞，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂层的身影。例如:   能源行业我国南北交界地区冬季长出现冻雨现象，结冰对风力发电扇叶、高压输电线支架产生很大的影响，该涂层的超疏水的微小滚动角可使材料表面无水存留，避免材料表面结冰。此外，自清洁作用在太阳能电池板上的应用也具有广阔的空间。 油水分离我们开发的超双疏涂层之一超疏水亲油涂层喷涂在普通纱网上，普通筛网即可具有油过、水不过的特点。纱网亲油，因此油能轻易通过筛网，而织网表面超疏水、极小滚动角，水在织网表面迅速流走，达到油水分离作用。如果在普通瓶子口蒙上该种纱网可在油水混合液捞取，只有油能进入瓶子中（如图所示）。 军事国防喷涂有超双疏涂层的织物具有自清洁作用，同时涂层渗透到织物中增加了其耐磨性，更为重要的是能够保证织物的透气性，因此可制成作战服、野外帐篷、背包、手套等等户外用品 。此外超双疏涂层在防腐、防冻、防潮方面对武器装备无疑具有最强保护作用。 日用品超疏水雨衣、雨伞使使用过的雨具，无水积存，直接收纳放入背包中；喷涂超疏油涂层的抽油烟机可滴油不沾全部回收；喷涂在厕所卫浴上可有效避免尿垢的产生。 建筑物自清洁我们开发的超双疏自清洁涂层具有抗紫外线作用，对户外墙体具有较强的粘附性，同时开发出彩色超双疏自清洁涂层，对高层建筑具有自清洁作用。 防腐、防潮作用我们已经进行了初步的应用尝试，喷涂超双疏涂层的金属在浓酸中具有一定的抗腐蚀作用；由于极小的滚动角，对户外的金属制品具有很强的抗腐蚀作用；喷涂在木材表面可达到防腐、防潮的作用。 船舶行业：如果船体喷涂上超疏水涂层，船只行驶过程中与水的摩擦会大大降低，这样对燃油就会节省很多，海藻之类吸附在船底的现象也会减少很多，对于船舶的护理会减轻很多工作，其实也是减少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驱动能是被船体与水之间的摩擦消耗掉的。如果能通过特殊涂层在船体表面形成空气膜，船与水摩擦而造成能耗则能降低10％，因而可以大量节省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3种,即船体运动引起的兴波阻力、产生旋涡引起的旋涡阻力以及由于水和船体之间接触产生的摩擦阻力.在这3种阻力中,对于油船那样的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而对通常的货船约占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一项重要的技术。 应用在航海以及航天事业，以减小因为液体产生的阻力，达到节能环保且高效转换动能的效果。 电子元件行业可以应用在真正防水的电子元件上，或者是需要经常接触带腐蚀性液体的工作人员，这款涂层的诞生不得不说是一个福音，例如一些电子原件需要进入到水中、高温中、冰块中、油中等一些特殊环境工作，有了超双疏涂层，就不用担心了，可有效解决问题。  在电子元件上覆盖厚度远比人类头发直径小的薄膜涂层后，水无法真正接触到关键电子元件，也就不能对其造成损害。 通信设备其它室内室外设备都可以使用，延长寿命，使用功效不会降低，免受雨水的干扰。  五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）可面谈六、 生产设备常规反应釜，无三废排放；喷涂设备七、 效益分析目前全球唯一生产厂商美国Ultra-ever Dry推出的超疏水涂层价格为：底层涂层约人民币70万/吨、表层涂层人民币140万/吨。八、 合作方式共同开发市场。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）联系人：张旭 博士/教授河北工业大学化工学院高分子科学与工程系天津市红桥区光荣道8 号E-mail：xuzhang@hebut.edu.cnTel：022-60200443

一种超疏水纤维毡及其制备方法，包括将纤维毡依次于丙酮、无水乙醇以及去离子水中超声清洗，然后干燥；将室温固化氟碳树脂（FEVE）和双组份刚性聚氨酯树脂（SRP?FC）加入到有机溶剂中，搅拌均匀后，形成稳定的树脂溶液；将疏水性气相二氧化硅纳米颗粒和氟硅烷直接投入乙醇中，超声分散即配成超疏水面漆溶液；将清洗后的纤维毡首先放入底漆树脂溶液中，浸渍后取出，挤压出多余树脂和溶剂，干燥后在面漆溶液中通过浸渍提拉的方式，在经过树脂处理后的纤维毡上形成超疏水涂层，再干燥固化，从而获得防污防潮防霉超疏水纤维毡。

本公司研发出一种制备工艺简便的超疏水海绵，有望为频发的海洋溢油事故提供一个高效的解决方案。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 董郅豪 药学院药学专业 2019/2023 冯文正 药学院药学专业 2019/2023 黄驰 药学院药学专业 2019/2023 张意 法学院法学专业 2019/2024 谢瑾琛 管理学院财务管理专业 2019/2023 林鸿鹏 药学院药学专业 2020/2024 徐妍迪 新闻传播学院新闻专业 2020/2024 郑涵仪 新闻传播学院传播专业 2020/2024 钟子佳 生命科学学院生物技术专业 2020/2024 侯妤欣 药学院药学专业 2021/2025 林田 药学院药学专业 2021/2025 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 任长亮 药学院药学专业 教授 仿生人工离子通道 四、项目简介 石油是国家经济的命脉，是国家和社会运行的重要保障。大量的石油需求带来了频繁的石油运输，全球每年生产的石油大约2/3通过海上运输的方式运输，一旦发生石油溢油事故，除了直接的经济损失外，也会给环境带来灭顶之灾。目前海上溢油事件的处理方法大多存在耗时费力、效率低下、二次污染、价格高昂等问题，且多数方法无法对泄露石油进行回收。本公司研发出一种制备工艺简便的超疏水海绵，有望为频发的海洋溢油事故提供一个高效的解决方案。该方案成本低廉、可对溢油回收加以利用、并且不造成二次污染，保护环境的同时创造高额的经济价值。

超疏水性是一种特殊的界面润湿现象，在自然界的几百种动植物体表面存在，如水黾腿、蝴蝶翅膀、荷叶、水稻叶等。水滴在超疏水表面呈球状，极易滚落，同时带走表面的灰尘，具有自清洁效应。由于水滴不易吸附，所以超疏水表面还具有防雾、耐腐蚀功能。在低温条件下，这种表面可有效减缓热传递，所以不易形成霜晶，不易结冰。因此，超疏水表面可有效提高材料表面抗污染、耐腐蚀、防雾、结冰等性能。因此，超疏水表面制备技术用于汽车窗玻璃和后视镜等部件，实现自清洁、不沾水、不起雾、不结冰等功能；用于汽车太阳能电池表面，可减反射、提高吸收率；用于金属部件，可有效提高金属的耐蚀性能。

一种水性透明超疏水涂料及其制备方法，该制备方法首先在反应釜中加入去离子水并调节pH值，随后水浴加热搅拌下加入水性硅溶胶，再将SiO2微米复合粉体加入，并加入正硅酸四乙酯、烷基硅氧烷和水性有机硅或硅改性树脂，经机械搅拌一定时间后即可获得水性超疏水涂料。该涂料在制备和使用过程中不涉及任何含氟物质，且溶剂为水，绿色环保，无毒无害。在自清洁、防腐防霉、抗凝露、抗结冰、油水分离等方面有着广泛的应用。

一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 由于在自清洁、抗凝冰、抗生物污染和防腐蚀等方面的巨大应用前景，超疏水性已经成为涂料功能化的一个重要发展方向。然而在现有的超疏水涂层制备方法中，或多或少存在着制备条件复杂，制备成本昂贵，难以大规模生产等问题。聚合物/无机材料复合法由于具有可以大规模生产和涂覆、原料廉价等优点，逐渐获得广泛关注。而随着对环保的要求越来越高，涂料水性化也成为涂料工业未来发展的新趋势。因此以水性乳液为基础，通过简单的一步法制备超疏水涂层具有重要的实际意义和应用价值。本项目以水性乳液、无机纳米粒子等，制备分散均匀分散液。通过喷涂、旋涂等方法可将涂料涂布于多种基底上，干燥后即可得到超疏水涂层。该涂层静态水接触角大于150度，滚动角在7度以下。 本项目申请专利：一种基于水性乳液的超疏水涂料及制备方法，CN201610840319.4 本工作的优点：  （1）本工作以水性乳液为主要原料，所用的稀释、分散剂为乙醇，避免了VOC溶剂的使用，使得所述超疏水涂料具有环境友好性。  （2）通过水性乳液、无机纳米粒子等的简单复合制备超疏水涂料，步骤简单，易于控制，利于大规模的工业化生产。

本发明公开了一种超疏水凹角 T 状微柱结构的制备方法，包括：(a)在基片的一个表面旋凃光刻胶，并执行显影操作得到第一圆孔阵列；(b)在基片含光刻胶表面依次沉积粘附层和种子层；(c)在种子层表面旋凃光刻胶，并执行显影操作得到第二圆孔阵列；(d)同时对第一圆孔阵列和第二圆孔阵列进行电镀填充，得到金属的 T 状微柱结构；(e)去除光刻胶及多余粘附层和种子层；(f)在 T 状微柱表面沉积一层保护层；(g)去除微柱 T 状结构的横状伸出部分并保留柱状结构和保护层，得到一种凹角 T 状微柱结构。按照本发明的制造

成果创新点 本项目采用自研超音速气流粉碎、分级与改性一体化 系统实现粉体的原位改性，即气流粉碎制备超细颗粒的同 时对超细颗粒进行表面改性，合成粉体专用氟碳表面改性 剂，采用化学包覆方法将灭火基料、具有催化、绝缘功能 的纳米级粒子和表面改性剂进行有序聚合，获得具有极好 的分散性、流动性、疏水性、疏油性、绝缘性的微纳米复 合型超细干粉灭火剂。 核心解决问题、核心优势等： 1.自研

本项目采用自研超音速气流粉碎、分级与改性一体化系统实现粉体的原位改性，即气流粉碎制备超细颗粒的同时对超细颗粒进行表面改性，合成粉体专用氟碳表面改性剂，采用化学包覆方法将灭火基料、具有催化、绝缘功能的纳米级粒子和表面改性剂进行有序聚合，获得具有极好的分散性、流动性、疏水性、疏油性、绝缘性的微纳米复合型超细干粉灭火剂。 核心解决问题、核心优势等： 1.自研超音速气流粉碎分级与改性一体化系统，实现粉体原位改性，大幅度降低生产成本； 2.自行设计并合成氟碳表面改性剂，突破粉体疏水、 疏油相矛盾的技术瓶颈，实现疏水疏油微纳米超细干粉灭火剂的可控制备，解决抗复燃性能差和难清理技术难题。