超疏水膜簡介

「超疏水」之特性，主要是效仿自然界的「蓮花效應」，自然界有許多 植物葉面因具有獨特微結構而展現出超疏水性，使形成近似球狀之液滴在葉 面上滾動並將灰塵帶走，保持葉面清潔亮麗。蓮花的花瓣及葉片表面就具有 特別的奈米結構及疏水性物質，使水滴與荷葉的接觸面積減少，降低彼此間 的吸附能力，葉片表面不僅水滴很容易滑落，同時灰塵也因水滴的滑落ㄧ併 被吸附帶走，形成自我清潔的效果。利用掃描式電子顯微鏡觀察，便可發現 蓮花葉面並非平坦光滑，是具有圖 2.5 所示的奈米級凹凸構造【42】。

圖 2.5 荷葉表面的顯微結構

「超疏水」之性質，是指物體與水滴的接觸角大於 150°，當接觸角愈大，

水滴的形狀也就愈接近圓形，水滴與物體表面的接觸面積也就愈小，彼此間 的吸附力也因此變小，水滴便不易附著於物體表面，因此「超疏水」有防水、

防油、防污、自我清潔的功能。

2.8.1 超疏水膜製備之常用方法及特徵

依據相關研究顯示，固體表面疏水性之優劣，可由化學成分、低表面能 及物理表面所決定，有關製備超疏水性表面的關鍵有以下兩點【43】：

(1) 化學特性

使用低表面能材料作為超疏水性薄膜之基材，一般的低表面能材料有長 鏈碳的蠟質物質、含氟的有機物質，如鐵氟龍。

(2) 結構特性

凹凸奈米級的表面構造，可使吸附氣體原子穩定的存在，相當於在巨觀 表面有一層穩定的氣體薄膜，可使得油或水無法與固體材料表面直接接觸，

從而在材料表面呈現出疏油性或疏水性，因此，建構物件表面的奈米級結 構，可增加固體表面之超疏水性。

由於奈米材料的性能受製備過程影響，於製備過程中，多數材料是處於 非平衡狀態，因而有很大的範圍可改變薄膜材料之成分及結構，且不受平衡 狀態時限制【44】。因此，可製備出許多難以預估新性能的材料。

(3) 製備常用方法

奈米複合鍍膜的技術是以傳統鍍膜技術為基礎，將複合鍍膜組成的顆粒 或厚度控制在 1~100 nm 之間，展現出奈米尺度的特殊功能。製備方法若以 有、無溶液參與鍍膜之過程來區分，大致可分為乾式鍍膜法(Dry coating method)與濕式鍍膜法(Wet coating method)兩類。

(4) 特徵

(NO_x)與氫反應的觸媒，使其變成硝酸(HNO₃)，來達成減少氮氧化合物的效 果。

(2) 疏水性多孔氧化物與含氟聚合物

關於疏水性多孔氧化物粉體不需再使用撥水劑，其本身就具備有奈米孔 洞及疏水性。將粉體與工業製程使用之有機溶劑充分混合塗佈於物體上，可 形成具有超疏水性及抗髒污功能的表層。這項技術會使產品呈現白色，因 此，常用在非衣著類的紡織品、紗窗，可提升住家的生活品質。

應用超疏水之優點與奈米結構疏水性的結合，達到抗沾黏自我清潔的功 能，這項技術也可應用在皮革、金屬、石材、玻璃、建築、汽車、光電、醫 療、航太等產業，發展自我潔淨產品，可應用範圍相當廣泛。這類科技於應 用範疇上相當廣泛，相信未來產品對於滿足消費者需求的功能更具備吸引 力。由此可見超疏水之抗沾黏層之潛力與重要性，未來發展也將受到重視。