【原创精华】超亲水性薄膜的自洁净性能

随着社会经济的发展，环境污染问题越来越受到人们的重视，其中，各种室内外建筑材料的清洁问题（如玻璃的清洁）也随之引起了广泛的关注。当空气中的污染物粘附在建筑物玻璃或者汽车窗玻璃上，既降低玻璃的透光度，又影响美观。有学者在Nature上报道了二氧化钛薄膜的光催化性和光致超亲水性，在紫外光的照射下，薄膜表面的有机污染物部分被碳化，另一部分污染物在薄膜表面的附着力也被削弱；由于薄膜表面的光致超亲水性而易在其表面形成水膜，水膜流动是很容易带走未被降解的污染物，从而达到自洁净的目的。

然而二氧化钛薄膜需紫外光照射才能表现出这一性质，在无光照条件下表面超亲水性消失。这使得薄膜无法在无光照条件或光强较弱的阴雨天下应用。而二氧化硅表面吸附水分子后可形成与硅原子相对称的表面羟基基团，从而表现出一定的超亲水性。

对于介孔SiO2薄膜超亲水性的转变主要有以下几点原因：

• 薄膜中Si-C键被削落而形成了交联的Si-O-Si键，其吸附水分子形成Si-OH而有利于亲水性的提高；

  
  

• 高温煅烧去除模板剂后形成的介孔结构一方面为Si-OH的形成提供了良好的空间位点；另一方面影响薄膜的粗糙度从而影响了薄膜的亲水性；

  
  

• 根据修正的 Cassie—Baxter 方程可知，这种多孔结构表面的孔可能是空的也可能是充满润湿液体，这种情形将会导致薄膜向超亲水性的快速转变。