宁波材料所用共沉积方法获得图案化疏水性可调NiP薄膜

发布时间：2013-03-27 10:40 原文链接：宁波材料所用共沉积方法获得图案化疏水性可调NiP薄膜

　　液体在固体表面的润湿行为是表面化学研究领域中的一个重要课题。对于固体表面，如果水在其上的接触角(CA)大于150°，那么该表面具有超疏水性能;如果水在其上的接触角(CA)接近0°，那么该表面具有超亲水性质。超疏水表面在实际生活中具有很多方面的用途，如超疏水低粘附表面，水滴的滚落可以将表面的尘埃等污物带走，这种表面便具有自清洁性能。同时，由于水滴在超疏水表面上不能够浸润，降低了表面与水滴的接触面积，使得超疏水表面具有很好的防腐蚀性能。除此之外，超疏水表面还具有油水分离、微液滴转移、流体减阻等应用价值。迄今为止，超疏水表面的制备方法有很多，比如凝胶-溶胶法，自组装法、电沉积等等。其中电沉积具有操作容易，应用广泛等优点，被广泛的用于粗糙表面的制备。

　　最近，中科院宁波材料所乌学东研究员课题组通过对电化学化学协同沉积的研究制备了图案化疏水性可调的Ni-P合金薄膜。通过这一方法制备的薄膜形貌随着沉积温度的逐渐升高有规律地变化，疏水性能也随之增强，从普通疏水转变为超疏水。

　　研究结果表明，共沉积方法可以明显改变薄膜形貌。共沉积是指在同一溶液中电化学、化学沉积同时发生。在化学沉积过程中，Ni²+与还原剂，像H2PO2反应，得到零价态的Ni;在电沉积过程中，Ni²+通过阴极表面的电子还原为零价态的Ni，如果在电沉积溶液中加入还原剂，那么在镍离子被电子还原为镍原子的过程中，过渡态的镍有可能与溶液中的还原剂相遇，进而发生还原反应。由于过渡态的镍与普通的镍具有不同的能量与活性，导致这一还原反应具有不同的速率。温度对还原反应的影响很大：温度越高，化学反应活性越大，高的化学反应活性导致了镍沉积过程的不均匀，最终得到了表面粗糙度随着温度逐渐变化的薄膜。

　　相关的研究成果发表在英国皇家化学会杂志Chem. Commun.(2013, 49(24), 2424- 2426.)上。对于协同沉积的机理及对形貌的变化规律的系统性研究正在进行中。

　　该研究工作得到了浙江省创新团队、国家自然科学基金等项目的支持和资助。