电纺丝形成的纤维网络的疏水性与其膜形式相比,其表面水接触角显著增加。电纺丝纤维及其增加的网络疏水特性可以以表面涂层或独立膜的形式使用。 Diaa和Jaafar(2017)已经表明,一层电纺丝涂层能够使金属、陶瓷和玻璃表面超疏水。未用电纺丝纤维涂覆的水接触角显示,所有三种材料都是亲水性的,金属、玻璃和陶瓷的水接触角分别为60°,48°和0°。陶瓷测试材料是多孔的,水滴在接触时被吸收。用静电纺珠状聚苯乙烯(PS)纤维覆盖的金属表面,水接触角为161°。对于陶瓷和玻璃,静电纺珠状PS/TiO2纳米粒子涂层使两者的水接触角为154°。静态接触角大于150°是表面超疏水的条件之一。这种电纺丝纤维特性已经有几种应用:
玻璃窗/汽车挡风玻璃防雨
在立式玻璃窗或倾斜的汽车挡风玻璃上,排出落在其表面上的雨水的能力对于玻璃保持清晰的视野非常重要。更大的疏水层将促使表面上的水在其重力下滚走。便携式静电纺丝设备的可用性使得电纺丝纤维可用作玻璃窗上的涂层。一层薄的电纺丝纤维足以在保持良好透明度的同时形成防雨表面。
易于维护的传感器
超疏水表面有利于去除水滴,重新生成传感器表面。 Liu等人(2016)利用静电纺丝技术构建了一种上转换发光膜,用于单液滴超灵敏荧光检测。掺杂Ln3+(Yb3+、Tm3+或Yb3+、Er3+共掺杂)的NaYF4纳米粒子(NP)/聚苯乙烯(UCLNPs / PS)纳米纤维膜材料的水接触角为153°。由于其超疏水特性,用于荧光检测的目标液滴可以容易地被去除,没有残留物,使表明可用于下一个目标液滴。
用于蒸馏的电纺膜
用于膜蒸馏的电纺膜,必须能够保持进料和渗透物之间的分离。因此,超疏水膜是优选的,因为它能够更好地保持水分离。由于纤维的物理排列,具有超疏水特性可能不足以维持进料和渗透物之间的分离。一开始疏水的电纺膜可能会在操作几个小时后变湿。电纺丝纤维需要进一步处理以增加材料的疏水性。 Zhou等(2014)使用一种熟知的超疏水材料聚四氟乙烯(PTFE)制造纳米纤维膜。由于聚四氟乙烯不溶于大多数溶剂,他们将聚四氟乙烯(PTFE)细颗粒悬浮在水中与水溶性聚乙烯醇(PVA)混合。将具有PTFE颗粒的PVA静电纺丝,在380℃下烧结30 min去除PVA组分。在此温度下,PTFE颗粒熔化并熔合在一起形成PTFE的互连纳米纤维网络。得到的膜水接触角为156.7℃。当测试真空膜蒸馏时,观察到10小时内,纯水通量为15.8kg/m2h,脱盐率稳定超过98%。
减少细菌粘附
超疏水表面由于接触空气而减少了细菌粘附,与空气接触减少了细菌获得立足点的表面。静电纺丝纤维具有超疏水表面,防止生物膜的形成或容易去除生物膜可减少使用生物杀虫剂或抗生素去除细菌。 Yuan等人(2017)展示了具有氟化表面的电纺聚苯乙烯纤维在防止细菌粘附方面的潜力。氟化纤维的水接触角为168°。培养在纤维上的大肠杆菌优先附着在纤维的顶部。使用氟化电纺纤维膜,细菌粘附量显着低于未氟化膜。此外,随后洗涤含有细菌的氟化电纺膜能够有效去除附着的细菌,从而表现出自洁性。