研究目的
采用简便方法（具体为射频磁控溅射）在玻璃上制备具有自清洁和稳定性特性的透明超疏水薄膜，并研究薄膜厚度与表面粗糙度对润湿性和光学性能的影响。
研究成果
采用射频磁控溅射法成功在玻璃上制备出具有优异自清洁和稳定性能的透明超疏水ZnO薄膜。最佳溅射时间2分钟实现了超疏水性与透明度的平衡。该薄膜展现出对腐蚀性液体、温度变化、高速水流冲击及雾气的稳定性。这种简便可控的工艺在太阳能电池、汽车挡风玻璃和显示窗口等领域具有应用潜力。
研究不足
该研究在可扩展性方面可能存在局限，例如适用于超大面积、超出测试范围的极端条件下的长期耐久性，以及工业应用中潜在的成本考量。针对不同材料或基板的溅射参数优化尚未进行探索。
1：实验设计与方法选择：
采用射频磁控溅射技术在玻璃基底上构建纳米级结构，随后通过退火处理及HDTMS表面修饰实现超疏水性。设计原理是通过控制表面粗糙度和薄膜厚度来平衡超疏水性与透明度。
2：样品选择与数据来源：
以超声清洗的载玻片为基底，通过调节溅射时间（0至15分钟）研究其影响。
3：实验设备与材料清单：
设备包括溅射腔室、马弗炉、Dropmeter A-100p接触角测量仪、FE-SEM SU8020形貌分析仪、Dektak 150表面轮廓仪（用于厚度和粗糙度测量）以及Phantom V7.3高速摄像机（记录液滴冲击过程）。材料包含锌靶材、氩气、HDTMS溶液及用于自清洁测试的碳纳米颗粒。
4：3高速摄像机（记录液滴冲击过程）。材料包含锌靶材、氩气、HDTMS溶液及用于自清洁测试的碳纳米颗粒。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将基底置于溅射腔室中，设定参数（靶-基距10 cm，本底压强4.0e-3 Pa，氩气压强1.5 Pa，功率100 W）。溅射后样品经400°C退火30分钟，2 wt% HDTMS修饰60分钟，90°C干燥30分钟。通过接触角、形貌、厚度、粗糙度及稳定性进行表征。
5：0e-3 Pa，氩气压强5 Pa，功率100 W）。溅射后样品经400°C退火30分钟，2 wt% HDTMS修饰60分钟，90°C干燥30分钟。通过接触角、形貌、厚度、粗糙度及稳定性进行表征。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：每样品选取五点测量接触角与滚动角，SEM分析表面形貌，轮廓仪测量薄膜厚度与粗糙度，高速摄像记录并直观分析液滴冲击过程。
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获取完整内容-
Dropmeter
A-100p
Characterization of contact angles and sliding angles of water droplets on samples.
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Field Emission Scanning Electron Microscope
SU8020
Analysis of surface morphology.
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Surface Profiler
Dektak 150
Measurement of film thickness and surface roughness (Ra).
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High-Speed Camera
Phantom V7.3
Recording the collision process of impacting droplets.
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Sputter Chamber
Used for RF magnetron sputtering to deposit Zn and form ZnO films.
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Muffle Furnace
Annealing the substrates at 400°C for 30 minutes.
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Zn Target
Sputtering target used to deposit zinc, which is transformed into ZnO after annealing.
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HDTMS Solution
Surface modification agent to lower surface energy and achieve superhydrophobicity.
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Carbon Nanoparticles
Used as dust in self-cleaning property tests.
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