白清顺，窦昱昊，沈荣琦，郭万民，郭永博

(哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 150001)

0 引 言

石墨烯与水之间润湿特性是影响其作为功能表面材料的重要因素之一。由仿真模拟研究得出水滴在石墨烯表面的接触角约在95°～100°之间，而实验研究得出水在石墨烯表面的接触角在95.2°±2.9°之间[6,12]。石墨烯长时间暴露在空气中，空气中存在的污染物会影响石墨烯表面特性，导致润湿性的发生变化[13-14]。石墨稀的润湿性又受到表面状态、基底材料等因素的影响。所以通过改变环境条件、表面状态、基底材料等可以构筑带有特殊功能表面的石墨烯。本文首先总结了水与石墨烯相互作用的模拟方法，评述了石墨烯润湿性的最新研究进展，系统分析了石墨烯润湿性的影响因素以及石墨烯超疏水表面的构筑等，并据此展望了该领域的未来发展趋势。

1 石墨烯与水相互作用的模拟方法

石墨烯的润湿性可以通过计算机模拟的方法对微观尺度下的润湿角进行分析和表征。同时模拟方法也可以探究润湿过程中体系的内在机理。由于材料本身的特殊性以及实验条件的限制，例如石墨烯的完整程度与支撑石墨烯基底对润湿性的敏感性等因素，这些原因导致了宏观的润湿性实验结果往往存在局限性。因为模拟方法可以计算获得石墨烯与水分子团之间的作用关系，所以计算机模拟已经成为研究石墨烯润湿性的通用方法。第一性原理和分子动力学是研究石墨烯润湿性的主要手段。……