一种超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法
阅读说明：本技术 一种超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法 (Preparation method of super-amphiphobic nano cellulose aerogel ) 是由 吴伟兵 冯鹤丽 左克曼 戴红旗 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法,属于高分子材料技术领域。本发明以TEMPO氧化法制备的纳米纤维素和<Image he="56" wi="149" file="DDA0002207976650000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>法制备的纳米SiO<Sub>2</Sub>颗粒为原料,制备混合悬液注入模具里,液氮中冷冻,随后在低温条件下冷冻干燥,得到纳米纤维素气凝胶；通过化学气相沉积法,利用THFOS对所得纳米纤维素气凝胶表面进行疏液改性,最终得到超双疏纳米纤维素气凝胶,所得超双疏纳米纤维素气凝胶的水、蓖麻油、十六烷的平均接触角达到了166°、157°、150°,具备防水、拒油等超双疏材料的共有特点,具有良好的工业应用前景。(The invention discloses a preparation method of super-amphiphobic nano cellulose aerogel, and belongs to the technical field of high polymer materials. The invention relates to nano-cellulose prepared by a TEMPO oxidation method and method for preparing nano SiO 2 Preparing a mixed suspension by taking the particles as a raw material, injecting the mixed suspension into a mold, freezing the mixed suspension in liquid nitrogen, and then freezing and drying the mixed suspension at a low temperature to obtain the nano-cellulose aerogel; carrying out lyophobic modification on the surface of the obtained nano-cellulose aerogel by using THFOS through a chemical vapor deposition method to finally obtain the super-amphiphobic nano-cellulose aerogel, and obtaining the super-amphiphobic nano-cellulose aerogelThe average contact angle of water, castor oil and hexadecane of the glue reaches 166 degrees, 157 degrees and 150 degrees, and the super-amphiphobic material has the common characteristics of water resistance, oil resistance and the like, and has good industrial application prospect.)
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，更具体地说，涉及一种超双疏纳米纤维 素气凝胶制备方法。
背景技术
纳米纤维素气凝胶是在不改变凝胶网络和体积的前提下，将凝胶中的水置 换出来得到的，是目前已知的质量超轻、孔隙率极高的一种固体材料，同时具 有高比表面积、低导热性、高吸附性、介电常数低等独特的性能，被认为是继 无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的第三代新兴气凝胶，在隔音隔热材料、 吸附材料、药物缓释、传感器、储能等领域应用广泛。
纳米纤维素表面的C2、C3、C6位存在大量游离的羟基，羟基的较强极性 使得纳米纤维素易吸水；另一方面纳米纤维素的分子内及分子间存在着大量的 氢键，氢键的存在导致纳米纤维素的表面张力较大，因而导致了纳米纤维素或 纳米纤维素基材料具有强亲水性。纳米纤维素材料由于自身的亲水性，造成其 应用范围受到局限。如果在潮湿的环境中使用纳米纤维素气凝胶，它吸收空气 中的水蒸气从而导致凝胶结构的坍塌，影响最终的使用效果。
为了满足实际应用要求，需对纳米纤维素气凝胶进行疏液改性处理。纳米 纤维素气凝胶的疏水改性已成为当前的研究热点。Mulyadi等使用苯乙烯-丙烯 酸来疏水改性纤维素纳米纤维(CNF)，最终得到疏水的气凝胶用于吸油材料 应用，其水接触角可达到149°，该疏水型气凝胶对油的吸附量达到自身质量 的47倍但是吸水量极低(＜0.5g/g气凝胶)(Mulyadi A，Zhang Z，Deng Y. Fluorine-free oil absorbents made from cellulosenanofibril aerogels[J].ACS applied materials&interfaces，2016，8(4)：2732-2740.)。Zhou等人使用SiO2纳米粒子添 加到NFC的的悬浮液中搅拌，再往混合液里添加甲基三甲氧基硅烷(MTMS) 作为低表面能试剂制备得到疏水角度高达168.4°的NFC气凝胶用于油/水分离 (Zhou S，You T，Zhang X，et al.Superhydrophobic cellulose nanofiber-assembled aerogels for highly efficient water-in-oil emulsions separation[J].ACS Applied Nano Materials，2018，1(5)：2095-2103.)。Gao等使用聚多巴胺作为NFC和十八胺之 间的连接载体，将十八胺涂覆到NFC表面上制备得到超疏水的纳米纤维素气凝胶(Gao R，Xiao S，Gan W，et al.Mussel Adhesive-Inspired Design ofSuperhydrophobic Nanofibrillated Cellulose Aerogels for Oil/Water Separation[J]. ACS Sustainable Chemistry&Engineering，2018，6(7)：9047-9055.)。
然而超疏水表面仍有可能在实际使用中被低表面能的油污染。因而，在超 疏水的基础上进一步赋予纳米纤维素气凝胶超疏油性能，制备得到超双疏表面 (指对水和油的接触角均达150°以上的表面)才能真正实现自清洁作用，具 备防水、拒油、抗污染、耐腐蚀等性能。超疏水纳米纤维素气凝胶的研究已有 大量报道，而超双疏纳米纤维素气凝胶的研究几乎未见报道。因此，开展超双 疏纳米纤维素气凝胶的研究具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种 超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法，以制备得到高抗水、拒油的超双疏纳米纤 维素气凝胶。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法：将纳米纤维素溶液和纳米SiO2溶 液混合，注入模具里，液氮中冷冻，随后在低温条件下冷冻干燥，得到具有多 级微纳结构的纳米纤维素气凝胶；通过化学气相沉积法(Chemical vapor deposition，CVD)，利用含氟硅烷试剂对所得纳米纤维素气凝胶表面进行疏液 改性，即得超双疏纳米纤维素气凝胶。
优选地，所述的纳米纤维素溶液浓度为1.5wt％。
优选地，所述的纳米SiO2溶液的固含量为7.0wt％。
优选地，所述的纳米SiO2溶液的固含量为纳米纤维素溶液固含量的10％。
优选地，所述的氟硅烷试剂为三氯(1H，1H，2H，2H-十七氟癸烷基)硅烷(Trichloro(1H，1H，2H，2H-heptadecafluorodecyl)silane，THFOS)。
优选地，所述的模具由聚乙烯(Poly(ethylene，PE)塑料框架和不锈钢夹 板组成，由两块不锈钢夹板自两侧夹住塑料框架，形成长度4cm，宽度2cm， 深度为0.2cm的模具。
优选地，所述液氮中冷冻的时间为3～10min，所述低温条件下冷冻干燥的 具体条件为：在-91℃和0.6Pa条件下冷冻干燥72h。
优选地，所述化学气相沉积法为：将含THFOS的玻璃瓶放入小烧杯内， 将所述纳米纤维素气凝胶样品放在小烧杯上，再将大烧杯倒置覆盖住小烧杯； 在真空干燥箱中，在100℃的条件下，随着真空度的下降，THFOS挥发扩散至 玻璃瓶与烧杯之间的空隙中，与纳米纤维素气凝胶发生反应一段时间。
优选地，所述的纳米纤维素溶液制备方法为：取绝干的纤维浆料浸泡在去 离子水中，加入2，2，6，6-四甲基哌啶类氮氧化物 (2，2，6，6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy，TEMPO)、NaBr搅拌混合均匀，然后 添加NaClO溶液进行氧化反应，反应中使用NaOH溶液调节pH值，使其维持 在10-10.5之间，至pH不再下降，添加乙醇终止反应；将反应后的浆料先抽滤， 再浸泡在HCl溶液中酸化洗涤、定量、调节pH和超声处理，即得纳米纤维素 溶液。
优选地，所述的纳米SiO2溶液制备方法为：往反应器里加入氨水和乙醇， 搅拌均匀，再加入正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)搅拌反应，反 应结束后，将得到的白色的SiO2溶液加水离心洗涤，然后分散在水中，即得纳 米SiO2溶液。
有益效果：相比于现有技术，本发明的优点为：
(1)本发明提供的超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法，以NFC为原料， 通过调整气凝胶密度、负载SiO2纳米粒子，构筑并优化纳米纤维素气凝胶的多 级微/纳粗糙结构，制备了微/纳粗糙结构的纳米纤维素基底，结合气相沉积氟硅 烷试剂实现了油/水接触角均大于150°的超双疏纳米纤维素气凝胶材料；
(2)本发明提供的超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法，使用的氟硅烷试剂 THFOS具有极低的表面能，是一种很好的构建低能表面的氟硅烷试剂。由于 NFC的羟基可以与THFOS反应形成共价Si-O键，因此NFC气凝胶可以通过 化学气相沉积与THFOS进行氟化反应。并且化学气相沉积法的使用避免了气 凝胶与液体氟硅烷的直接接触，保留了气凝胶的原始形状和固有结构；
(3)本发明提供的超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法，通过在气凝胶中负 载SiO2纳米粒子优化NFC气凝胶的微/纳粗糙结构，并且SiO2纳米粒子在CVD 过程中与THFOS具有较高的反应活性，增强了THFOS在NFC气凝胶上的成 功和有效的沉积，使得气凝胶表面具有高拒水和高拒油的性能；
(4)本发明提供的超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法，采用液氮冷冻， NFC在液氮中的快速冷却伴随着无定形冰晶的形成，使气凝胶具有更均匀、孔 径更小的多孔结构，且本发明采用的不锈钢/聚乙烯复合模具(4cm×2cm×0.2 cm)制备气凝胶，不锈钢金属板的良好导热性能及仅为2mm的厚度解决了液 氮快速冷冻过程中的不均匀性，保证了气凝胶理想的孔结构，同时金属板的平 整表面赋予气凝胶样品良好的表面平整性和均一性；
(5)本发明提供的超双疏纳米纤维素气凝胶制备方法得到的超双疏纳米 纤维素气凝胶，对水、乙二醇、蓖麻油、十六烷的平均接触角分别高达166°、 162°、157°和150°，因而具备防水、拒油等超双疏材料共有特点，制备工 艺简单，具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为气凝胶模具结构及使用示意图；
图2为NFC、FNA1.5与FNSA1.5的红外光谱图；
图3为NFC、FNA0.5与FNSA1.5的XPS谱图；图(a)为NA1.5、FNA1.5 和FNSA1.5的XPS谱图；图(b、c)分别对应FNA1.5的F 1s和Si 2p的高分 辨率XPS谱图；图(d、e、f)分别对应NA1.5，FNA1.5和FNSA1.5的C 1s 高分辨率的XPS谱图；
图4为不同基材的FE-SEM显微照片：(a)FGS；(b)FNM；(c)FFP； (d)FNA1.5；
图5为不同浓度的NFC制备的气凝胶密度以及对各种液体的接触角数据图；
图6为不同密度的气凝胶FE-SEM电镜照片：(a)FNA0.5；(b)FNA1； (c)FNA1.5；(d)FNA2；
图7为FNA1.5与FNSA1.5的SEM分析和接触角测量结果图；(a)为FNA1.5 的FE-SEM照片；(b)为FNSA1.5的FE-SEM照片；(c)为五种液体在FNA1.5 和FNSA1.5的接触角数据图表；(d)为水和蓖麻油在FNA1.5和FNSA1.5表面 的接触角照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实验材料：浆板为漂白针叶木浆板，购买于山东亚太森博纸业有限公司，其 余化学品均为分析纯或化学纯。
实施例1：纳米纤维素气凝胶的制备
(1)TEMPO氧化法制备纳米纤维素(NFC)：纳米纤维素通过TEMPO氧 化法制备得到。首先将浆板泡在水中经过疏解后得到浆料，取10g绝干的纤维浆 料浸泡在500mL的去离子水中，依次加入TEMPO(0.16g)、NaBr(1.6g)在 室温下连续机械搅拌将其混合均匀。然后添加120mL NaClO(6.6wt％)溶液开 始氧化反应。反应过程期间使用2mol/LNaOH调节pH值使整个反应体系的pH 值维持在10-10.5之间，直至pH值不再下降，添加50mL乙醇终止反应。将反 应后的浆料先抽滤，再浸泡在0.1mol/L的HCl溶液中酸化洗涤，洗涤、抽滤步 骤重复三次。将洗涤后的浆料定量至1.0wt％，定量后的溶液pH值再次调节至 10，最后在超声波下超声处理15min，得到均匀透明的纳米纤维素溶液。部分 1.0wt％的NFC通过旋转蒸发的方式将浓度提升至2.0wt％。0.5wt％的NFC通 过稀释1.0wt％得到，1.5wt％通过稀释2wt％的NFC得到。
(2)法制备纳米SiO2颗粒：SiO2纳米颗粒通过经典的
(3)NFC气凝胶和NFC/SiO2复合气凝胶的制备：使用模具制作NFC气凝 胶和NFC/SiO2复合气凝胶。模具的结构如图1所示，模具由PE塑料框架和不 锈钢夹板组成，PE塑料框架用于调整模具的大小(内部尺寸为4cm×2cm×0.2 em)，不锈钢夹板提供平整表面和良导热率，保证气凝胶表面的平整性和均一 性。使用时，PE塑料框架的上表面和下表面使用不锈钢夹板夹住，形成长度4cm， 宽度2cm，深度为0.2cm的模具。
将配制好的0.5wt％，1.0wt％，1.5wt％，2.0wt％的NFC悬浮液分别注入模具 里，并用金属夹子固定模具，然后完全浸入液氮中冷冻5min。将冷冻后的NFC 样品转移至冷冻干燥机，在-91℃和0.6Pa条件下冷冻干燥72h，即得到不同浓 度制备的NFC气凝胶，分别命名为NA0.5，NA1，NA1.5，NA2。
将SiO2(7.0wt％)添加到NFC(1.5wt％)中形成混合溶液，添加的SiO2绝干质量为NFC绝干质量的10％。将混合溶液在磁力搅拌器上搅拌2h至均匀 后，注入模具中，并用金属夹子固定模具，然后完全浸入液氮中冷冻5min。将 冷冻后的样品转移至冷冻干燥机中，在-91℃和0.6Pa条件下冷冻干燥72h，即 得到NFC/SiO2气凝胶，命名为NSA1.5。
(4)气凝胶基底的化学气相沉积：采用化学气相沉积法对气凝胶表面进行 疏液改性。将含200μL三氯(1H，1H，2H，2H-十七氟癸烷基)硅烷(THFOS)的 5mL玻璃瓶放入50mL的烧杯内，将气凝胶样品放在小烧杯上，再将250mL 的大烧杯倒置覆盖住小烧杯。反应在真空干燥箱中进行3h，在100℃的条件下， 随着真空度的下降，THFOS会挥发扩散至玻璃瓶与烧杯之间的空隙中，与纳米 纤维素气凝胶发生反应。反应后的样品保存在干燥皿中，将样品分别命名为 FNA0.5，FNA1，FNA1.5，FNA2和FNSA1.5。
实施例2：纳米纤维素气凝胶的表征
(1)FTIR分析：将充分干燥后的气凝胶样品在压片机中压成薄片。通过全 反射红外光谱仪FTIR-650记录测得的气凝胶的FTIR谱图，测量波长范围为 4000-650cm-1。以纯NFC作为实验的对照组。
NFC、FNA1.5和FNSA1.5的FT-IR光谱如图2所示。不同NFC浓度下制备 的气凝胶具有相似的FTIR光谱，以FNA1.5为代表进行分析。气凝胶NFC样品 在CVD前后有明显差异。在3344cm-1和1730cm-1处的峰值分别可以归于纤维 素-OH和-COOH的伸缩振动。NFC的C-O伸缩振动峰值出现在1056cm-1处。 FNA1.5和FNSA1.5的Si-O-Si键的典型吸收峰与纤维素C-O键在1130-1000 cm-1范围内的吸收峰重叠。FNA1.5和FNSA1.5样品均在896cm-1处出现信号峰值，这是由于Si-O键的对称拉伸振动所致。1235cm-1和1200cm-1的两个峰分别 属于CF2和CF3，而这些信号峰在纯NFC气凝胶中没有出现，说明THFOS在 CVD后成功加载到NFC气凝胶上。
(2)XPS分析
将充分干燥后的样品通过岛津的AXIS UltraDLD的X射线光电子能谱采集 样品，进行样品的元素成分鉴定以及定量分析，得到XPS谱图。使用的是单色 Al Kα，功率为600W。
通过X射线光电子能谱法(XPS)对NA1.5、FNA1.5和FNSA1.5三个样 品的表面化学组分进行分析。由图3a可看出，三个气凝胶样品都含有碳元素和 氧元素。FNA1.5和FNSA1.5分别在688.2eV(F 1s)和102.9eV(Si 2p)左右出现 峰位(图3b、c)，表明气凝胶表面存在PFOTS。NA1.5在284.8eV， 286.5eV和 288.0eV的C 1s光谱归于C-C键或C-H键，C-O和O-C-O(图3d)。FNA1.5对 应的C ls高分辨谱图由5个不同环境的碳组成(图3e)，分别为C-C/C-H(284.8 eV)、C-O(286.5eV)、O-C-O(288.3eV)、CF2(291.4eV)和CF3(293.6eV)。其 中，氟烷烃链较长，含有丰富的CF2键，因此CF2的峰值尤为强烈。同样，FNSA 1.5在284.8eV、286.2eV、288.0eV、291.2eV和293.3eV处的峰值分别可以 归属于C-C/C-H、C-O、O-C-O、CF2和CF3(图3f)。对于THFOS改性的气凝胶， 在涂层材料中不存在C-O和O-C-O键，因此不应该存在于表面。FNA1.5和 FNSA1.5的C-O信号的出现表明涂层厚度小于XPS采样深度，XPS检测到涂 层下的纤维素物质。由于XPS的一般检测深度不超过5nm，因此气凝胶上CVD 的厚度应该小于5nm。表1列出了NA1.5、FNA1.5和FNSA的原子组成。高含 氧量、低氟碳比与涂层THFOS的原子组成不一致，也说明XPS的检测深度大 于涂层厚度。FNA1.5和FNSA1.5表面的氟含量非常高，接近THFOS的理论氟 含量。通过比较FNSA1.5的氟含量高于FNA1.5，这应该是因为SiO2纳米粒子 在CVD过程中与THFOS具有较高的反应活性。THFOS在NFC气凝胶上的成 功和有效的沉积使得气凝胶表面具有高拒水和拒油的可能性。
表1 NA1.5，FNA1.5和FNSA1.5的XPS各元素的原子浓度表
实施例3：影响纳米纤维素气凝胶疏液性能的因素
SEM分析方法：将彻底干燥后的气凝胶样品表面喷金后通过JSM-7600F场 发射扫描电子显微镜观察样品的表面形态并拍摄照片，电镜的工作电压为5kV， 每个样品选择五个不同的位置进行扫描观察，选择具有重复特征的照片进行分 析。
接触角测量方法：使用T200-Auto3 Plus光学接触角测试仪测量样品的润湿 性。仪器的软件根据杨氏方程自动计算出接触角数值。在室温条件的静态模式下， 将4μL水滴、甘油、乙二醇、蓖麻油和十六烷滴在氟化后的气凝胶样品表面， 每个样品在四个不同位置测定接触角。最终的值在接触角稳定后(液滴沉积10 秒后)测定。杨氏方程为，在假定均一固体表面完全光滑的情况下，γsv、γsl和γlv分别表示固-气、固-液和液-气三个两相界面处的张力。
(1)基底材质及结构对疏液性能的影响
不同的材料拥有不同的表面形貌，表面粗糙度也不相同，表面粗糙度可以直 接影响到材料的疏液性能。本实验选用了载玻片、纳米纤维素膜(NFC膜)和 滤纸来与NFC气凝胶做对照实验，比较不同的结构表面对疏液性能的影响。表 2给出了不同基材的疏液性。气相沉积后的玻璃(FGS)仅显示水接触角为 113.9°；但FCN、FFP和FNA1.5的水接触角分别增加到118.2°、150.8°和 155.1°。
表2 不同液体在不同基材上的接触角数据
图4展示了THFOS改性后的载玻片、NFC膜、滤纸和NFC气凝胶的FE-SEM 显微照片。由于载玻片表面光滑平整，几乎没有粗糙度，所以载玻片的疏水性主 要靠低表面能试剂发挥作用。由图4a，b比较，可以看出NFC膜比载玻片粗糙一 些，因而表现出稍好一点的疏液性。从图4c，d可明显看出FNA1.5中NFC束的 平均尺寸远远小于滤纸的纤维尺寸，且滤纸表面上的粗大纤维形成的孔较 FNA1.5的大得多。根据润湿模型理论，滤纸表面这种结构不利于Cassie-Baxter 模型的粗糙结构形成。NFC气凝胶具有相对均匀的孔隙结构，表面有许多纳米 级和微米级的纤丝。这些突出的纳米丝和微米尺度的NFC束结合在一起，构建 了微纳米多级结构。四种样品中FNA1.5的接触角值最高的原因是NFC气凝胶 拥有理想的微观结构和粗糙度。由于NFC尺寸小，比表面积大，羟基数量多， 在冷冻干燥过程中，分子间形成了强氢键，导致一些NFC团聚形成片状结构。 在图4d中，可以清楚地看到NFC气凝胶的基底主要是微米级的片状结构，而在 片状结构上长出许多纳米纤丝。NFC团聚形成的微米片状结构和单根纳米纤丝 共同构成了复杂的纳米微结构。
(2)NFC气凝胶密度对疏液性能的影响
密度的公式定义为：
此处的ρ和ρa(1.63g/cm-3)分别是气凝胶的密度和纤维素I晶型的密度。 本实施例使用了不同浓度的NFC悬浮液(0.5wt％～2.0wt％)制备得到了不同密 度的NFC气凝胶并对它们进行比较。图5给出了不同NFC浓度的气凝胶的孔隙 率。NFC浓度的增加导致气凝胶密度的增加和孔隙率的降低。图5也显示了不 同密度的NFC气凝胶的水、甘油、乙二醇、蓖麻油和十六烷的接触角数据。在 0.5wt％～2.0wt％的NFC浓度范围内，各种液体的平均接触角随着NFC气凝胶密 度的增加而增加。当NFC浓度增大到2.0wt％时，水、蓖麻油和十六烷的CAs 分别达到163°、154°和143°。由于十六烷的表面张力只有27.5mN/m，四个NFC 样品的接触角都超过了130°，表明NFC气凝胶具有良好的疏液性。
图6显示了不同密度的气凝胶FE-SEM电镜照片。与初始形态的NFC相比， 气凝胶中的NFC在冷冻干燥过程中明显聚集形成三维多孔结构。气凝胶的主体 结构主要是由NFC自聚集而成的微米级的片状结构构成，与直径小于1μm的纳 米纤丝一起构成一些开放的网络结构。随着气凝胶密度的增加，孔隙的数量和平 均尺寸均减小。NFC含量越高，纳米丝结构越明显，有利于微纳米级结构的构 建，提高疏液性能。
(3)纳米SiO2负载对疏液性能的影响
采用经典的Stober法制备SiO2纳米粒子平均粒径为170nm(图7b)，其表 面Si-OH可以与PFOTS反应实现化学气相沉积。因此，在NFC气凝胶中负载 SiO2纳米粒子是一个很好的选择，不仅可以构建更为粗糙的微纳米级结构，还可 以提高化学气相沉积的效率。
图7a和7b呈现的是FNA1.5和FNSA1.5的FE-SEM显微照片。如图7a所 示，FNA1.5表面有大量微米级层状骨架和纳米纤丝。但是，值得注意的是，突 出的纤丝状体一般在亚微米尺度范围内，缺乏纳米尺度结构。而在图7b中除了 微米级层状骨架和突起的纳米纤丝外，SiO2纳米粒子还出现在微米级层状结构和 纤丝上。在此基础上，FNSA1.5获得了理想的微纳米级结构，再经过THFOS的 化学气相沉积，实现了较好的超疏水性和疏油性。图7c为FNA1.5和FNSA1.5 的五种液体的接触角数据。SiO2纳米粒子负载在气凝胶的样品FNSA1.5，对水、 乙二醇、蓖麻油、十六烷的平均接触角分别高达166°、162°、157°和150°， 大于FNA1.5表现出来的疏液性，实现了超双疏性能。图7d是4μL的蓖麻油和 水滴在FNA1.5和FNSA1.5表面。在THFOS的帮助下，SiO2纳米粒子的引入对 于构建微纳米级结构具有重要作用，这使得其具有超双疏性。
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