一、多孔碳化硅陶瓷的制備與性能

Wang等人以液相超支化聚碳硅烷（LHBPCS）為前驅陶瓷聚合物，膨脹微球（EMS）為孔發泡劑，采用前驅體轉化法制備了多孔碳化硅（SiC）陶瓷。該材料具有低導熱系數，表現出優異的保溫功能。在導電性能應用方面，多孔金屬材料電極因良好的抗腐蝕性，也可用作電池中的電催化劑。例如，Aamir等人采用無粘結劑電共沉積技術在金屬泡沫鎳基板上制備高性能的V?O?-PANi復合材料作為電容器電極，多孔泡沫鎳作為導電框架縮短了離子擴散路徑，提高了復合電極性能，為高能量密度偽電容器開辟了新前景。Liu等人則以纖維素納米纖維（CNF）為粘結劑、石墨烯納米片（GNS）為導電介質、苯胺為基材，通過原位聚合法制備了復合氣凝膠多孔導電材料。當CNF:GNS比為1:1時，該材料表現出優異的導電性能。Meng等人通過Triton X-100對石墨烯片進行非化學修飾制備出多孔石墨烯復合材料，發現修飾后石墨烯在海綿孔隙表面的分散性顯著改善，當石墨烯/海綿納米復合材料質量分數為0.79%時，導電能力最佳。

二、多孔材料的力學性能與生物應用

多孔材料普遍具有輕質高強度的特性，可有效減輕物件質量、節省資源并減少環境污染。Su等人采用壓滲水淬法制備了多孔泡沫SiC陶瓷/Zr基金屬玻璃互穿相復合材料，靜態壓縮試驗表明其抗壓強度隨泡沫SiC孔隙密度增加而提升，表現出更高強度的表面特性。Zhao等人通過3D打印造孔模具制備了高孔隙率殼聚糖/羥基磷灰石（CS/HA）蜂窩狀支架，明膠涂層和交聯處理顯著提高了多孔支架的機械強度。Li等人制備的生物相容性蠶絲/絲素蛋白/明膠/聚乳酸多孔微球（S/SF/G/PLLA-PMs）復合多孔支架，可應用于大型動物軟骨組織，其中PLLA-PMs能顯著提升支架的機械強度。此外，多孔材料還具備吸能減震、隔音等優異性能。

三、超疏水表面的特性與理論模型

超疏水表面通常指接觸角大于150°的表面，水滴在其上近似呈圓球形。這類表面具有不同的粘附性：荷葉因表面微納米粗糙結構和低表面能蠟質結晶的共同作用具有自清潔特性；水黽腿部超疏水纖毛可排開水，使其在水面滑行而不被浸濕，二者均屬于滾動超疏水表面。壁虎腳面布滿剛毛，通過范德華力產生高度黏附性，同時剛毛具有超疏水性，構成典型高黏附超疏水表面。蝴蝶翅膀、玫瑰花瓣、水稻葉、蟬翅、蚊子眼睛等生物表面也具備超疏水性能。

潤濕性（Wettability）指液體在固體表面鋪展的能力或傾向性。液滴在固體表面通常不會完全鋪展，而是與表面形成一定接觸角θ（固-液-氣三相接觸點處氣-液切線與固-液接觸線的夾角）。接觸角越小，固體越親水，潤濕性越好；接觸角越大，固體越疏水，潤濕性越差。Young’s模型由英國學者T. Young于1805年提出，假設理想固體表面光滑、不變形，且表面化學成分均勻穩定。液滴在該表面形成的接觸角是固、液、氣三相表面張力平衡的結果，此時系統能量最小，液滴處于穩態或亞穩態。

在新理論、新技術的推動下，多孔材料的功能日益強大，結構愈發豐富，應用領域持續拓展。超疏水材料因其獨特的潤濕性能，在潤濕狀態變化、減阻、液滴彈跳、傳熱、蒸發、冷凝等方面展現出廣泛的潛在應用前景。

上一篇：電化學參數調控超疏水制備
下一篇：3D打印法與多孔材料應用