具有特殊浸润性(超疏水、超亲水等)的纳米材料在人们的生产生活中有着重要的应用价值,调控材料表面的微观结构和化学组成是制备特殊浸润表面的有效途径。本文采用一种新的、简易的方法,以酸性SiO2溶胶为原料,多孔氧化铝为模板,经物理压印技术来制备玻璃表面规则排列的纳米柱。通过改变模板尺寸,得到了一系列规律性变化的纳米柱阵列,具有合适长径比的纳米柱粗糙结构呈现超亲水性,可以获得超亲水玻璃;另一方面,所制备的超亲水纳米柱阵列,经低表面能物质改性后呈现超疏水性,可以获得透光性良好的超疏水玻璃。主要研究内容和结果如下:1、利用正硅酸乙酯在硝酸催化作用下的水解缩合反应制备了澄清的SiO2溶胶,研究了适合模板压印的成膜工艺技术。通过对比不同涂膜方法和涂膜工艺所得膜层的表面状态、初始凝胶时间、膜厚、透光、粘结力、耐磨等性能,采用旋涂工艺,旋涂参数为500rpm,10s时,所得膜层综合性能最好,适合进行模板压印。热处理温度对于膜层性能也有一定影响,膜层的耐磨性、粘结力随着温度的升高而增强,但温度过高时膜层受热过程由于膜层内外应力差较大而出现裂纹、起皮等现象。通过实验探究,固化温度为180℃时所制备的膜层表面状态和综合性能最好,红外测试结果证明生成了 SiO2三维网络结构。2、氟硅烷表面修饰前对膜层进行紫外-臭氧处理可以提高膜层的亲水性,亲水性膜层经氟硅烷表面修饰后可获得疏水性膜层。随着紫外-臭氧处理时间的延长,疏水性膜层的滚动角逐渐减小。红外测试结果表明:溶胶中的粘合剂KH560在紫外-臭氧处理过程中被氧化生成羰基亲水基团,促进了膜层与氟硅烷间的结合,降低了滚动角。3、用相同孔间距、相同孔径、不同孔深的模板进行压印,当纳米柱的长径比大于10时,纳米柱倾向于聚集,引起附加粗糙度,但膜层的透光性会明显降低。相同孔间距、相同孔深、不同孔径的模板(长径比均小于10)进行压印,获得了一系列规则排列的直立纳米柱结构。其性能呈现一定的规律性,随着模板孔径的增加,纳米柱直径增加,表面粗糙度降低,亲水性随之下降。其中,孔间距为125 nm,孔径为40nm,孔深为150nm的模板压印所得的SiO2纳米柱阵列呈现超亲水性。4、亲水性SiO2纳米柱阵列经氟硅烷表面修饰后,转变为疏水状态。随纳米柱直径增加,粗糙表面固体占比逐渐增加,疏水性随之降低。经过力学分析,对比纳米柱自身重力与表面力大小得知这些纳米柱均处于Cassie状态,根据Cassie理论对纳米柱阵列理论接触角进行计算,理论值与实验值基本吻合。超亲水SiO2纳米柱阵列经氟硅烷表面修饰后,成功制备了接触角为150.72°,滚动角为9°的超疏水玻璃。