题目：电镀法制备仿荷叶超疏水表面研究

超疏水性（与水的接触角大于150°，滚动角小于10°）表面在工农业生产和日常生活中具有广阔的应用前景，构建超疏水表面在基础科学和应用领域都具有极其重要的意义。超疏水性表面的制备通常有两种思路，一种是在疏水材料（接触角大于90°）表面构建粗糙结构；另一种是在非疏水粗糙表面上用低表面能物质修饰。因此，在亲水金属基体上产生超疏水性时，用低表面能修饰是不可避免的。而最近有研究发现天然超疏水表面荷叶的表面物质为亲水材料，其疏水特性来自于荷叶表面的特殊结构，这为在亲水金属基体上制备超疏水表面提供了新的思路。本文在详细分析荷叶表面结构的基础上，利用电镀法，在铜表面制出仿荷叶表面的微/纳米复合显微结构。具有该结构的表面不需要低表面能物质修饰就产生了疏水性。本文通过改变电镀参数，包括电流密度、电镀时间等，研究镀层表面结构的变化，同时评价其疏水性能，确定了获得优异疏水镀层的最佳电镀参数；在亲水性的铜基体表面值得了超疏水性电镀表面，并从电化学观点出发，分析了镀层表面结构的形成机理。从理论上分析镀铜层表面的疏水机理时，发现水滴在铜表面的接触状态是一种亚稳定的Cassie状态，这种亚稳态使镀铜表面在未经低表面能物质修饰的情况下可以产生疏水性。我们的实验结果说明，只要表面结构满足一定的条件，水滴与亲水基体的接触状态就可以是亚稳定的Cassie状态，这种状态使在亲水基体上产生疏水性甚至超疏水性成为可能。实验结果证实了，表面结构是超疏水性的主要决定因素，与表面的化学成分关系甚少的观点。本研究对制备超水性表面具有重要意义。