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硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理--第1页

表面技术第52卷第11期

·326·SURFACETECHNOLOGY2023年11月

硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理

11,21111*

杜文倩，王德辉，余华丽，李罗慧子，罗静，邓旭

（1.电子科技大学基础与前沿研究院，成都610054；

2.中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室，四川绵阳621000）

摘要：目的探究户外环境中导致硫醇改性超疏水铜表面失效的因素及其超疏水性失效的机制。方法通过

化学刻蚀法在铜表面构筑纳米结构，利用正十二硫醇进行表面改性，得到具有超疏水性的铜表面。将该表

面置于户外进行耐候性研究，并通过4种模拟户外环境实验探究超疏水性失效的原因，包括组合循环实验

（循环条件含紫外辐射、淋雨和凝露）、紫外辐射实验、水环境实验和温度实验。结果超疏水铜表面经过

10d的户外实验后，其接触角由初始状态的158.5°降至131.1°，表明该表面的超疏水性能已失效。经过2次

组合循环实验（每次循环的时间为12h）、20d紫外辐射实验及30d水环境实验后，该表面的接触角分别降

至130.3°、124.5°、131.7°，表明该表面均已失去超疏水性；经过40d高温实验后，表面的超疏水性开始失

效。XPS谱图表明，在超疏水性失效后该表面不存在硫元素，即正十二硫醇已经脱离表面。结论超疏水铜

表面的硫醇分子脱落是超疏水性失效的根本原因。紫外辐射、水和高温是导致超疏水铜表面超疏水性失效

的主要因素。其中，紫外辐射或水对超疏水性的破坏速度比高温快。相较于单一因素（紫外辐射、水或高

温），三者的协同作用更加速了硫醇分子从表面的脱落，导致超疏水性失效的速度更快。

关键词：超疏水铜表面；化学刻蚀法；硫醇改性；环境耐候性；超疏水性失效；失效机理

中图分类号：TG17；TB34文献标识码：A文章编号：1001-3660(2023)11-0326-09

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.11.027

WeatherResistanceandFailureMechanismofSuperhydrophobic

CopperSurfaceModifiedbyMercaptans

11,21111*

DUWen-qian,WANGDe-hui,YUHua-li,LILuo-hui-zi,LUOJing,DENGXu

(1.InstituteofFundamentalandFrontierSciences,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,

Chengdu610054,China;2.KeyLaboratoryofIcingandAnti/De-icing,ChinaAerodynamicsResearchand

DevelopmentCenter,SichuanMianyang621000,China)

ABSTRACT:Thesuperhydrophobiccoppersurface