[发明专利]利用快速膨胀溶液在固体上制备超疏水表面的方法

权利要求书

1.一种在固体基底上制备超疏水表面的方法，包括步骤：

(a)提供容器内的加压流体形式的溶剂，其中所述流体随着压力的减小显示出溶解能力的降低；

(b)向所述溶剂添加疏水物质作为溶质，该物质可溶于所述加压流体，并且能够在所述流体膨胀后结晶，由此在所述容器中得到所述溶剂和所述溶质的溶液；

(c)在所述容器上开有至少一个孔，由此导致所述加压溶液流出所述容器并在周围空气中或在压力低于所述容器内压力的膨胀腔内气化，所述溶质由此形成颗粒；

(d)将所述颗粒沉积到所述基底上以获得超疏水表面。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶剂是超临界流体，例如CO₂、N₂、Ar、Xe、C₃H₈、NH₃、C₄H₁₀、SF₆、CCl₂F₂、CHF₃，优选为CO₂。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述流体显示出从超临界相到流体相/气相降低至少10倍的溶解能力。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述容器内的所述流体的压力在50-500Bar的区间内，优选为150-300Bar。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述容器内的所述流体的压力和温度在所述流体的临界值以上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水溶质显示出90°以上的对水的固有接触角，并且所述疏水溶质选自：蜡，例如AKD；包含长饱和烃链的物质，例如硬脂、硬脂酸、蜂蜡；或塑料物质，例如聚乙烯和氟化聚合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶液接近于所述溶剂/溶质组合的饱和水平。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶液的温度在30到150℃的区间内，优选为40到80℃，最优选地在所述溶质的熔点以上。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述容器上开有多于一个的孔。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔到所述基底的距离在0.5到100cm的区间内，1到60cm的区间内，优选为1到6cm。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述膨胀腔内的压力在所述溶剂的气化界限以下并且在真空以上，优选地在环境压力的水平。

12.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，所形成的所述颗粒基本上在10nm到100μm的尺寸范围内。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，连续地向所述溶剂添加所述溶质。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，在沉积过程中移动或滚动所述基底。

15.用于在基底上制备超疏水表面的装置，包括可加压容器和膨胀腔，所述容器被设置为包含例如超临界流体的溶剂与结晶物质或可沉淀物质形式的溶质组成的溶液，所述容器还包括至少一个孔，适合于将加压溶液的流出物引导至所述膨胀腔内，所述膨胀腔被设置为允许所述溶液气化，以使得所述结晶物质或可沉淀物质形成颗粒，所述颗粒沉积到安装在样品保持器上的基底上。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述膨胀腔被设置为使得所述溶剂被再循环到所述可加压容器。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述容器被设置为允许连续地向所述溶液添加所述溶质。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述基底保持器适合于在向所述基底沉积的过程中被移动或滚动。

19.利用权利要求1-14所述的方法制备的超疏水膜。

20.根据权利要求19所述的超疏水膜，其具有小于10g/m²的表面密度，优选为约1g/m²。

21.一种基底，其上沉积有根据权利要求19-20所述的超疏水膜。

22.根据权利要求21所述的基底，其中，所述基底选自：纸、塑料、玻璃、金属、木材、纤维素、硅石、碳带、纺织品、涂料。