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。

利用超疏水性能，可以实现表面自清洁等功能。若在金属材料表面上制备超 疏水结构，开可以提高材料的耐腐蚀性能。为此，本项目分别在铝合金、镁合金 上制备了微纳结构、并制备了 ZnO、Ti02及石墨烯阵列的超疏水结构，可望应用 于金属防腐、焊料的润湿、太阳能电池表面的自清洁等方面。实施条件:需要有对零件进行清洗、腐蚀和涂覆的场地和相应设备。 预算:投入5-50万，随处理的零件的大小和数量而变。

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。

本发明公开的抗静电超疏水复合涂层的制备方法，以重量份计，将0.2～2份苯乙烯-顺丁烯二酸酐交替共聚物溶解在20～1000份溶剂中，加入1份碳纳米管混合均匀，加入0～26份氨水和0.2～2份硅酸酯或钛酸酯化合物，搅拌混合，使硅酸酯或钛酸酯化合物发生水解反应，再加0.1～2份硅酸酯或钛酸酯化合物和0.02～0.5份含氟硅烷偶联剂，混合均匀后喷涂在基材上，经陈化和热处理得到稳定的抗静电超疏水复合涂层。本发明操作简便、条件温和，碳纳米管不需要进行任何化学修饰或改性便可直接使用，所得复合涂层疏水性好，与水的静接触角大于150°，滚动角小于3°，表面电阻率为106～1011Ω，满足抗静电透明涂层的需要，具有广阔的应用前景。

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。 

一种具有强化滴状冷凝效果的非均匀超疏水涂层及其制备方法，通过将钛酸四丁酯和硅溶胶分别在无水乙醇中进行分散，然后将钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液超声分散之后，加入到硅溶胶与无水乙醇的混合溶液中，加入氟硅烷并将溶液在50℃?65℃水浴中搅拌12h?24h，制备超疏水涂层面漆溶液；将超疏水涂层涂覆在基底上，然后通过光催化作用将TiO2表面的氟硅烷催化分解掉，而SiO2表面的氟硅烷则不能够催化分解，从而实现样品表面的亲水?超疏水表面制备。本发明的样品表面水滴冷凝脱附效率高，集水、防雾以及换热效果较好，具有较好的推广价值和应用前景。

硅溶胶在涂料方面的应用非常广泛，其独特的物理和化学性质为涂料带来了多种优异的性能。 一、硅溶胶在涂料中的基本作用 提高涂料的稳定性： 硅溶胶具有良好的悬浮性和分散性，能够有效地防止涂料中的颜料和填料沉淀。当硅溶胶添加到涂料中时，其胶体粒子能够在颜料和填料表面形成一层保护膜，防止粒子间的聚结，从而提高涂料的储存稳定性。 增强涂层的附着力： 硅溶胶中的硅羟基能够与涂料中的有机基团发生化学反应，形成化学键合，增强涂层与基材之间的结合力。这种化学键合不仅提高了涂层的附着力，还使得涂层更加致密，有效防止了水分、氧气等外界物质的侵入，延长了涂层的使用寿命。 改善涂层的耐候性： 硅溶胶具有优异的耐候性能，能够抵抗紫外线、风雨、盐雾等自然环境的侵蚀。当硅溶胶添加到涂料中时，能够形成一层耐候性极佳的保护膜，保护涂层不受外界环境的破坏，保持涂层的色泽和光泽度。 二、硅溶胶对涂料性能的提升 提高涂层的硬度和耐磨性： 硅溶胶中的硅氧键具有较高的键能，使得硅溶胶具有优异的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶胶，能够显著提高涂层的硬度和耐磨性，使得涂层更加坚硬、耐磨，适用于各种高磨损场合。 调节涂料的流变性能： 硅溶胶的粘度可以通过调整其浓度和pH值来进行调控。在涂料中加入适量的硅溶胶，可以有效地调节涂料的流变性能，使涂料在施工过程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶胶具有较低的表面张力，不易被污染物吸附，因此具有优异的抗污染性能。将硅溶胶添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，从而提高涂料的抗污染性，保持其长期的美观性。 提高涂料的防火性能： 硅溶胶具有一定的阻燃性能，能够在高温下形成一层保护层，阻止火势的蔓延。将硅溶胶添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增强建筑物的安全性能。 三、硅溶胶在涂料中的具体应用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶胶作为重要的添加剂，可以提高涂料的稳定性、附着力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同时减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染。 建筑涂料： 将硅溶胶添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附着力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同时改善涂料的自清洁、防水防渗、防磨损、腐蚀、保色性等性能。 特殊涂料体系： 硅溶胶可以与水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制备有机-无机复合涂料。这种复合涂料在密封底漆、弹性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多种涂料体系中都有应用，可以改善涂层的性能并掩盖涂层本身的缺陷。 四、硅溶胶在涂料应用中的优势 环保性： 硅溶胶作为一种无机材料，不含有毒有害物质，对环境友好。在涂料中使用硅溶胶，能够减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染，符合绿色环保的发展趋势。 多功能性： 硅溶胶能够同时提升涂料的多种性能，如附着力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一种多功能的涂料添加剂。 广泛的应用前景： 随着涂料工业的不断发展，硅溶胶作为一种高性能的涂料添加剂，将在更多领域得到应用和推广，如建筑、汽车、航空、船舶等领域。

聚氨酯指大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基的高分子化合物。它由二（或多）异氰酸酯与二（或多）元醇通过逐步聚合反应生成。聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、配方调整余地大，可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料以及弹性体。 近年来，我们追踪BASF、Bayer、Rhodia、Henkel、ucb及AIR等公司的技术进展；而且，对国内的技术、生产现状也非常了解。 几年来，我们在水性树脂合成方面进行了广泛的研究：（1）建立了缩聚反应分子量控制的理论方法；（2）水性聚氨酯皮革涂饰剂合成；（3）单组分木器漆用水性丙烯酸-聚氨酯分子级杂化体的合成；（4）单组分木器漆用水性聚氨酯树脂、水性聚氨酯油的合成；（5）双单组分木器漆用水性聚氨酯树脂（羟基组分）的合成；（6）工业烤漆用水性聚酯及醇酸树脂合成；另外对水可分散多异氰酸酯的合成也进行了初步探索。