成果简介

超疏水表面极易受到损坏，这会导致其使用寿命和物理性能急剧下降。因此，开发赋予超疏水表面具有优异耐磨性的方法至关重要。本文，广东工业大学Jiangwen Liu等研究人员在《Langmuir 》期刊发表名为“One-Step Preparation of a Superhydrophobic Surface by Electric Discharge Machining with a Carbon Fiber Brush Electrode”的论文，研究使用柔性碳纤维刷作为电极，通过放电加工一步在带凹槽的表面上制造微/纳米结构，从而产生具有优异耐磨性的超疏水涂层。

碳纤维刷具有几个显着的特性，包括出色的柔韧性、导电性和耐高温性。碳纤维刷能适应复杂的凹槽内壁。通过脉冲放电在凹槽上制造了许多纳米结构，这导致具有优异耐磨性的超疏水表面。放电后表面的接触角（CA）和滑动角分别为156.3和2°。与不锈钢基材相比，加工表面具有优异的耐腐蚀性。测试了微槽形状对耐磨性的影响。结果表明，经过 500 cm 的磨损，浅槽仍保持其超疏水性，CA 为 150.1°。

图文导读

图1. 超疏水表面的主要制造工艺示意图。

图2. SEM 图像：(a-c) 碳纤维刷放电处理前的 304 不锈钢；(d-f) 碳纤维刷放电处理后的304不锈钢

图3. CA 和SA作为处理时间的函数。

图4. XPS 结果：(a) 和 (b) 处理之后的测量光谱；(c) 高分辨率 C 1s 光谱；(d) 高分辨率 O 1s 光谱；(e) 高分辨率 Fe 2p光谱。

图5. (a) 使用碳纤维刷处理锐角浅槽内部的示意图。(b) 三种凹槽类型的图表。（c，d）凹槽底部的 SEM 图像和放大图像。（e，g）浅槽的SEM图像和（f，h）元素C在两种浅槽内壁上的对应分布。

图6.两种浅槽的耐磨性。(a-d) 两种凹槽在 4000 cm 磨损前后的数码照片。(e) 浅沟宽度变化直方图。(f) 相关耐磨性能示意图。

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文献：

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c00916