石墨(mo)烯表(biao)面(mian)疏(shu)水性(xing)能研究-低場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)

什麽(me)叫親(qin)水性(xing)和(he)疏(shu)水性(xing)？

親(qin)水性(xing)：指帶(dai)有極性(xing)基團的分(fen)子(zi)，對水有較大(da)的親(qin)和(he)能(neng)力，可以(yi)吸(xi)引(yin)水分(fen)子(zi)，或(huo)易溶(rong)解於水。這類分(fen)子(zi)形成(cheng)的固(gu)體材(cai)料(liao)的表面(mian)，易被(bei)水所潤濕。具(ju)有這(zhe)種特(te)性(xing)都(dou)是物質的親(qin)水性(xing)。

疏水性(xing)：分(fen)子(zi)偏(pian)向(xiang)於非(fei)極性(xing)，並因(yin)此(ci)較會(hui)溶(rong)解在(zai)中(zhong)性(xing)和(he)非(fei)極性(xing)溶(rong)液(ye)（如有機(ji)溶(rong)劑(ji)）。疏水性(xing)分(fen)子(zi)在(zai)水裏通(tong)常(chang)會聚(ju)成(cheng)壹(yi)團，而水在(zai)疏(shu)水性(xing)溶(rong)液(ye)的表面(mian)時則會形成(cheng)壹(yi)個很大(da)的接(jie)觸角而成(cheng)水滴狀。

材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)潤(run)濕過程的實(shi)質是(shi)物(wu)質界(jie)面(mian)發(fa)生性(xing)質和(he)能(neng)量的變化。當(dang)水分(fen)子(zi)之(zhi)間(jian)的內聚(ju)力小(xiao)於水分(fen)子(zi)與固(gu)體材(cai)料(liao)分(fen)子(zi)間(jian)的相互吸(xi)引(yin)力時，材(cai)料(liao)被(bei)水潤濕，此(ci)種材(cai)料(liao)為(wei)親(qin)水性(xing)的，稱為(wei)親(qin)水性(xing)材(cai)料(liao)；而水分(fen)子(zi)之(zhi)間(jian)的內聚(ju)力大(da)於水分(fen)子(zi)與材(cai)料(liao)分(fen)子(zi)間(jian)的吸(xi)引(yin)力時，則材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)不能被(bei)水所潤濕，此(ci)種材(cai)料(liao)是(shi)疏(shu)水性(xing)的（或(huo)稱憎水性(xing)），稱為(wei)疏(shu)水性(xing)材(cai)料(liao)。

石墨(mo)烯材(cai)料(liao)獨(du)牛(niu)寺(si)的結(jie)構(gou)、大(da)的比表面(mian)積，使(shi)得它擁有優異(yi)的力學、熱(re)學、電(dian)學和(he)磁(ci)學性(xing)能，在(zai)各(ge)個領(ling)域的應(ying)用價(jia)值(zhi)逐(zhu)漸(jian)突顯，逐漸成(cheng)為(wei)很多領(ling)域研究的焦點。比(bi)表(biao)面(mian)積是(shi)其(qi)壹(yi)個重要的性(xing)質，是(shi)衡(heng)量(liang)石墨(mo)烯材(cai)料(liao)性(xing)能的壹(yi)項非(fei)常重(zhong)要的參(can)量(liang)，低場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)是(shi)壹(yi)種先進(jin)的測試懸浮(fu)液(ye)顆(ke)粒表面(mian)特(te)性(xing)的方法(fa)，低場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)法(fa)測試時間(jian)短，不需(xu)要繁瑣的樣(yang)品處(chu)理(li)過(guo)程，無(wu)需(xu)引(yin)入(ru)外(wai)部試(shi)劑(ji)。在(zai)監(jian)測懸浮(fu)液(ye)狀態下顆(ke)粒與溶(rong)劑(ji)之(zhi)間(jian)的表面(mian)化(hua)學、親(qin)和(he)性(xing)、潤濕(shi)性(xing)等方(fang)面(mian)具(ju)有獨(du)牛(niu)寺(si)的優勢(shi)。

低(di)場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)用於石墨(mo)烯表(biao)面(mian)疏(shu)水性(xing)能研究基本原理

材(cai)料(liao)的親(qin)水性(xing)與疏(shu)水性(xing)與顆(ke)粒的團聚(ju)與分(fen)散(san)存在(zai)直(zhi)接(jie)的關(guan)聯，低場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)可(ke)研究顆(ke)粒材(cai)料(liao)在(zai)水中(zhong)的分(fen)散(san)規律(lv)及(ji)分(fen)散(san)行為(wei)與顆(ke)粒的潤濕性(xing)的關(guan)系，通(tong)過(guo)顆(ke)粒間(jian)的相互作用了(le)解分(fen)散(san)作用機(ji)制(zhi)。

對(dui)於潤(run)濕(shi)的顆(ke)粒體系，顆(ke)粒表面(mian)會(hui)附著壹(yi)層(ceng)液(ye)相分(fen)子(zi)，這些(xie)液(ye)相分(fen)子(zi)因(yin)無(wu)機(ji)相(xiang)表(biao)面(mian)的吸(xi)附作用而運動受(shou)限。但未(wei)與顆(ke)粒相接(jie)觸的液(ye)相分(fen)子(zi)運動是(shi)自(zi)由的，液(ye)相分(fen)子(zi)的馳豫時間(jian)（relaxation time）與它(ta)所處(chu)的運動狀態密(mi)切相關(guan)，自(zi)由狀態的液(ye)相分(fen)子(zi)的核磁(ci)馳(chi)豫時間(jian)要比(bi)束縛狀態的液(ye)相分(fen)子(zi)的馳豫時間(jian)長得多，顆(ke)粒分(fen)散(san)性(xing)更好(hao)的體系吸(xi)附溶(rong)劑(ji)量相(xiang)對更多(duo)，弛(chi)豫時間(jian)也就(jiu)更短(duan)。因(yin)此(ci)，可以(yi)利(li)用低場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)來(lai)測量懸浮(fu)液(ye)體系的馳豫時間(jian)，並計(ji)算顆(ke)粒的濕潤比表面(mian)積（可(ke)利(li)用的吸(xi)附表面(mian)積），進(jin)而用來(lai)研究顆(ke)粒的團聚(ju)狀態、分(fen)散(san)性(xing)穩(wen)定(ding)性(xing)、親(qin)和(he)性(xing)以(yi)及(ji)潤濕(shi)性(xing)等問(wen)題(ti)。