CN104995261B

CN104995261B - 疏水和疏油表面及其用途

Info

Publication number: CN104995261B
Application number: CN201380072966.XA
Authority: CN
Inventors: 博亚兹·波克罗伊; 萨沙·佩库克; 摩西·谢默士
Original assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd; State of Israel
Current assignee: Technion Research and Development Foundation Ltd; Agricultural Research Organization of Israel Ministry of Agriculture
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: IL239364B; EP2931814A4; IL239364A0; EP2931814B1; EP2931814A1; WO2014091489A1; US20150322272A1; CN104995261A; US20220340764A1

Abstract

提供了用于产生疏水、超疏水、疏油和/或超疏油的表面的方法。公开的物质组合物是由其表面上沉积(例如，通过热蒸发)烃蜡，包括氟化蜡的基底制成。还公开了制备这种物质组合物的方法和引入这种组合物的制造品。进一步公开了可用于抑制、降低和/或阻滞生物膜形成，以及包括在制品的表面上施加蜡(例如，通过热蒸发)的制造品和方法。

Description

疏水和疏油表面及其用途

技术领域

在其一些实施方式中，本发明涉及材料科学，并且更具体而言，但不仅仅涉及疏水、超疏水、疏油和超疏油表面，制备其的方法以及例如，其在抑制生物膜形成方面的用途。

背景技术

具有特定可润湿性特性的表面在工业生产、日常生活和基础研究领域有着广泛的应用。因此，在最近几年中，超疏水/超疏油表面的制备已经引起相当多的关注。

超疏水性是表面的物理特性，由此所述表面是极度抗水润湿性的，通常表现出高于150°的水接触角(W.C.A.)和低接触角滞后性(hysteresis)。

超疏水特性归因于，例如，植物叶、昆虫翅膀、或鸟类的翅膀，导致以无需任何专用去除过程消除任何外部污染物和/或本来就防止污染的能力。在许多情况下，超疏水性特性能够使植物减少水分损失，并降低病原体的附着。此外，已经证明，位于表层(角质层，cuticle)的表面上的天然蜡可以表现出诸如薄片、小管、小棒、螺纹等多种不同的形态的形式。这些表皮(角质层，epicuticular)蜡质具有与其固有的疏水特性结合导致存在于叶片表面上的超疏水性质的等级分明的粗糙度。在这方面，荷叶由于源自蜡质疏水晶体的表皮细胞的独特表面化学已成为超疏水的典范。据发现，荷叶表面覆盖有纳米级类枝条突出修饰的微米尺度的乳头状突起。除了这种独特的分级形态之外，疏水凸细胞乳头状突起的粗糙度降低表面和液滴之间的接触面积，而液滴仅仅驻留于乳突表皮细胞顶部上的表皮蜡质晶体的尖端上。即，斥水性源自双长度尺度的粗糙度和疏水表面化学的协同作用。

因此，人们已经认识到，为了获得超疏水表面，有两个因素必须满足：一个是几何因子，表面粗糙度据此增加而导致表面的疏水性增加，因为空气能够截留于精细结构中，从而降低液体和表面之间的接触面积；而另一个是表面化学，表面上的化学部分据此越疏水，则表面就越超疏水。

基于对自然超疏水表面的理解，对多种技术和方法进行了研究，用于构建人工先进的材料。设计新材料的这种“仿生方法”涉及通过天然到人工技术开发的思想、概念和潜在原理的转变。

生物灵感的超疏水特性是对于许多应用都是所需的。这些包括微流装置的定向液体流动、生物医学应用中的防污、以及光电器件中的透明涂层，仅举几例。超疏水特性也有利于限制或甚至防止绝缘体表面上的污染物累积，其可能在润湿时产生导电层，这进而又可能导致漏电流增加、干带飞弧、和最终闪络。由于表面的自清洁性能，沉积于该表面的污物可以很容易地通过落于或冷凝于表面的水滴带走。

各种方法已经开发用于产生具有纳米级粗糙度的疏水表面，从而获得超疏水性。这些方法包括，例如，聚合物纳米纤维的制造和结合氟烷基硅烷涂层的密实阵列的碳纳米管膜，熔融烷基烯酮二聚体的固化，铝与氟烷基三甲氧基硅烷的阳极氧化，沸水中多孔氧化铝凝胶膜的浸渍，升华材料与二氧化硅粒子的混合，以及用不同等离子体技术处理氟化聚合物膜[Irzh et al.2011，ACS Appl.Mater.Interfaces.3，4566]。

US 2010/0028604教导了超疏水结构的形成。超疏水结构包括基底和置于基底的至少一个表面上的分级表面结构。纳米结构通过利用热蒸发方法随着表面上的晶体生长而自组装旱金莲属(Tropaeolum)和赖草属(Leymus)蜡而形成。

US 2009/0011222教导了一种制备改进疏水性的超疏水无机涂层的方法，其在严酷的多因子老化环境如盐、水分和高温下是稳定的。公开于该专利申请中的方法涉及溶胶-凝胶技术，其中疏水溶胶-凝胶前体胶接于基底上。

Onda等[Langmuir 1996，12，2125-2127]已经发明了一种基于涂抹熔融烷基烯酮二聚物(AKD，可用作纸张上浆剂(sizing agent)的蜡)于基底表面上接着结晶而赋予玻璃和金属表面超疏水性的方法。

US 2011/0059307教导了一种由含长饱和烃链的蜡膜或物质迅速膨胀的溶液制备超疏水表面的方法。

Bhushan等[2009，Phil.Trans.R.Soc.A 367，1631]使用正三十六烷(C₃₆H₇₄)的热蒸发，并证明其能够产生超疏水表面。Bhushan等公开的方法是将正三十六烷的热蒸发与作为基底的微图案化环氧树脂复制品组合而使之获得几个数量级的分级结构，从而增加了表面的超疏水性。也有报道，生物灵感结构中蜡晶体已用作单一方式，用以同时实现所需的功能性，即，粗糙度和疏水性。

Koch等[2009，Soft Matter.5，1386]从小麦叶提取天然蜡并主要从溶液中，但也通过热蒸发，在不同的表面生长这些蜡的晶体。这种蜡质表面已经证明能够表现出高粗糙度，类似于生物对应体中观察到的情况。

Pechook和Pokroy[2012，Adv.Funct.Mater.22，745]已经证明，通过热蒸发正三十六烷形成的蜡质表面的纳米粗糙度经由自组装随时间演变，而这会导致从疏水性向超疏水性特性过渡的润湿性能的巨大变化。

疏油性是表面的物理特性，由此使所述表面特征是斥油性的，通常表现出的油接触角(O.C.A.)大于90°。

疏油性也依赖于表面粗糙度和化学，但仅在表面上表现出具有极低的表面张力。尽管超疏水性涉及到抗水润湿性，但超疏水表面通常并非特征在于斥油，因此通常不认为是疏油表面，更不用说认为是超疏油表面。

制作疏油表面是很难实现的艰巨任务，因为必需要力阻碍低表面张力的自然铺展。超疏水表面中使用的低表面能化学品通常具有与油(烃物质)滴相似的表面能。为了设计疏油表面，需要最小化固体基底的表面能。此外，应该产生表面粗糙度以增强表面的疏油性并获得超疏油性。

人们已经认识到，对于与液体烷烃具有高于90°的平衡接触角的平滑疏油表面，例如，所述表面应该具有低于5mN/m的表面能。据报道，表面自由能降低的顺序是-CH₂>-CH₃>-CF₂>-CF₂H>-CF₃，而迄今为止报道的最低固体表面能是在表面上六边形密合堆积排布的-CF₃基团的约6mN/m的范围内[Tuteja et al.2007，Science，318，1618]。因此，疏油表面可以通过使用高表面浓度的氟烷基，包括-CF₂和-CF₃部分，优选相对于CF₂基团高比率的-CF₃基团而实现。

迄今为止，有几种方法用于生成疏油表面，所有这些方法都组合了至少两个生产步骤，包括，例如，静电旋涂混合预先合成的氟化分子的PMMA聚合物，以氟代烃连续模式等离子体沉积，复杂的表面光刻法和表面涂层法的组合等。这些方法都成本高昂、复杂并且仅限于小规模的生产工艺过程。

US 2011/0250422教导了包括具有包括至少一个烷基和/或至少一个氟代烷基官能团封装于其中的疏水和/或疏油孔道(孔，孔隙，pore)的二氧化硅基质的涂层。根据该专利申请的教导，氟化二氧化硅膜在表面活性剂的存在下通过氟硅烷与醇盐二氧化硅前体室温共缩合而合成。

US 2009/0191397教导了一种在氟聚合物上制备疏油层的方法，其包括通过混合溶剂、水和丙烯酸氟烷基酯共聚物而形成水性疏油处理组合物；将水性疏油处理组合物浇铸于氟聚合物上；和干燥并固化水性疏油处理组合物。

细菌附着于表面导致细菌细胞集落形成，这是许多不同装置的主要问题。微生物的这种固着群落也称为生物膜，其附着于界面上，或彼此附着，并嵌入环氧聚合物基质中。它表明生长速度发生了改变并转录共生(free-living)微生物不转录的基因。生物膜生长模式最具特征的表型是其固有的抗微生物处理和对杀灭作用的免疫反应。医疗植入物和留置设备特别容易发生细菌集落形成和生物膜形成，而在这种情况下由于常规抗生素疗法抗器件相关的生物膜生物的无效性，需要拆除受感染的装置。据估计，植入物相关的感染数单是在美国就接近1百万/年，而其直接医疗费用每年超过$三十亿(R.O.Darouiche，Preventing infection in surgical implants，US Surgery，2007，40，www.touchbriefings.com/pdf/2742/darouiche.pdf)。

生物膜对杀灭的固有抗性及其普遍参与植入相关的感染，都促使在杀生表面/涂层领域内进行研究。这种抗生物膜涂层也可以用于各种工业应用，如饮用水分配系统和食品包装中。

对超疏水表面/涂层的潜在受益已经考虑用于防止这些细菌积累形成生物膜。Yang等[在J.Colloid Interface Sci.2008，325，588中]开发了一种用于制备超疏水纸表面的方法，并报道认为，超疏水性强相关于抗细菌性。Khalil-Abad等[在J.ColloidInterface Sci.2008，351，293中]还报道，由木材纤维制成的超疏水纸制品表现出高抗细菌污染性。

Jung和Bhushan[Langmuir 2009，25(24)，14165-14173]已经研究了三相界面上水和油滴对疏水性/亲水性和疏油性/亲油性表面的润湿特性。疏油表面由具有低于油如正全氟二十烷表面能的表面能的材料制成，并研究了平坦表面和具有不同间距值的微图案化表面的润湿特性。

发明内容

在寻找制作疏油表面的新方法中，本发明人惊奇地发现，实施利用蜡、尤其是氟化蜡、更具体而言以碳骨架(主链，backbone)超过20个碳原子为特征的氟化蜡的热蒸发的方法，会生成具有所需粗糙度和表面化学的疏油表面，其表现出优异性能。本发明人已经发现，这种意外的疏油性在不需要在将氟化蜡施加于其上之前改变所述表面的粗糙度的情况下也能够实现。

本发明人进一步成功利用通过热蒸发氟化和非氟化烃蜡制备的疏油和超疏水表面，用于赋予各种表面防污(防生物结垢)性能。

本发明人通过喷涂或浸涂方法使用氟化和非氟化烃蜡进一步产生了疏水表面。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包括在其表面上施加了在其骨架链中具有至少21个碳原子的热蒸发氟化蜡的基底的物质组合物，氟化蜡中至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基(氟取代基，fluoride substituent)取代。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包括在其表面上施加了在其骨架链中具有至少21个碳原子的氟化蜡的基底的物质的物质组合物的组合物，至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化蜡是全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，所述组合物的特征在于以下至少之一：

对疏水液体的静态液体接触角为至少50°；和

RMS粗糙度至少5倍于所述表面在其上施加氟化蜡之前的RMS粗糙度。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化蜡是热蒸发的氟化蜡。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，热蒸发的氟化蜡通过在范围为100-300℃的温度蒸发而沉积于基底的表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蒸发在200℃进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于表现出优选取向的XRPD。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于时间依赖性和/或温度依赖性RMS粗糙度。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于RMS粗糙度为至少100nm。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，组合物的特征在于RMS粗糙度为至少100微米。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面的部分的RMS粗糙度的至少5倍。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于静态液体接触角为至少100°。

根据一些实施方式，液体是水而静态接触角为至少150°。

根据一些实施方式，液体是乙二醇而静态接触角为至少150°。

根据一些实施方式，液体是疏水液体。

根据一些实施方式，液体是环烷基而静态接触角为至少100°。

根据一些实施方式，液体是取代的或未取代的芳基(芳基化物，aryl)而静态接触角为至少120°。

根据一些实施方式，液体是取代的或未取代的芳烷基(芳烷基化物，aralkyl)而静态接触角为至少120°。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种制备本文以上所述的物质组合物的方法，该方法包括(或基本上由以下组成)热蒸发氟化蜡于基底的表面上，由此获得物质组合物。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蒸发在减压下进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蒸发在范围为100℃至300℃的温度进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，该方法进一步包括，在蒸发之后，保持物质组合物在范围为-30℃至90℃的温度。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，保持在温度持续范围为10小时至几个月的一段时间。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，保持物质组合物在90℃进行持续至少10小时的一段时间。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含任何本文中所述的物质组合物的制造品。

根据本发明的一些实施方式的方面，提供了一种包含在其表面上施加氟化蜡的基底的物质组合物。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过喷涂氟化蜡和有机溶剂的混合物于表面上而将氟化蜡施加于表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过将表面浸渍于氟化蜡的混合物中而将氟化蜡施加于表面。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化蜡在其骨架链中具有至少15个碳原子，至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化的蜡在其骨架链中具有至少21个碳原子。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，物质组合物的特征在于静态液体接触角为至少90°，其中液体是亲水性的或两亲性的液体。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种制备本文以上所述的物质组合物的方法，该方法包括将氟化蜡施加于基底的表面上，由此获得物质组合物。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，施加通过喷涂氟化蜡和氟化有机溶剂的混合物于表面上而进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，施加通过将表面浸渍于氟化蜡和氟化有机溶剂的混合物中而进行。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含本文以上所述的物质组合物的制造品(article of manufacturing)。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含在其表面上施加了热蒸发蜡的基底的制造品，制造品被识别为能够抑制、降低或阻滞生物膜形成于表面上。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含在其表面上施加了烃蜡的基底的制造品，制造品被识别为能够抑制、降低或阻滞生物膜形成于表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过热蒸发烃蜡于表面上而将烃蜡施加于表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过喷涂烃蜡和有机溶剂的混合物于表面上而将烃蜡施加于表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过将表面浸渍于烃蜡和有机溶剂的混合物中而将烃蜡施加于表面上。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底表面上的方法，所述方法包括在表面上施加烃蜡。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，施加通过热蒸发烃蜡于表面的部分上而进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，施加通过喷涂烃蜡和有机溶剂的混合物于表面的部分上而进行。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，施加通过将表面的部分浸渍于烃蜡和有机溶剂的混合物中而进行。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底表面上的方法，所述方法包括热蒸发烃蜡于表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，基底形成制造品的部件。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，基底选自由金属基底、半导体基底、聚合物基底、玻璃基底和陶瓷基底、及其任何组合组成的组中。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蜡是氟化蜡。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化蜡包含具有至少21个碳原子的碳骨架链。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蜡包括在其骨架链中具有至少40个碳原子的烃。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，生物膜是细菌生物膜。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了用于生产识别为能够抑制、降低或阻滞生物膜形成于其表面上的制品的烃蜡。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过热蒸发蜡于表面上而将烃蜡施加于制品的表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过喷涂烃蜡和有机溶剂的混合物于表面上而将烃蜡施加于制品的表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，通过将表面浸渍于烃蜡和有机溶剂的混合物中而将烃蜡施加于制品的表面上。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蜡是氟化蜡。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，氟化蜡包含具有至少15个碳原子的碳骨架链。

根据本文中所述的任何实施方式中的一些，蜡是全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)。

除非另外定义，本文中使用的所有技术和/或科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。虽然类似或等同于本文所描述的方法和材料能够用于本发明实施方式的实践或测试中，但以下还是描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，该专利说明书，包括定义，都将控制。此外，材料、方法和实施例仅是举例说明性的，而非意在进行必要限制。

附图说明

本发明一些实施方式在本文中仅作为示例的方式参考附图进行描述。现在专门详细参照附图，应该强调的是，所示的细节是以举例的方式和出于对本发明实施方式图示说明性讨论的目的。在这方面中，以附图进行描述使本领域技术人员对于如何实施本发明的实施方式变得显而易见。

在附图中：

图1示出了根据本发明一些实施方式的示例性热蒸发系统的示意图。

图2A-图2C示出了其上具有热蒸发的CF₃(CF₂)₂₂CF₃(C₂₄F₅₀)的Si基底(红色)和Au基底((金膜沉积于Si晶片上；黑色)的比较XRD谱，对于两种基底在18°的2θ处证实具有强优选取向(图2A)，和其上一旦热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃(C₂₄F₅₀)，并保持样品于室温(红色)和在90℃持续30小时的Si基底的比较XRD谱，这证实一旦在升高的温度保持会在优选的取向上发生迁移(图2B)。图2C示出了根据本发明的一些实施方式具有石蜡(C₃₆H₇₄)这种示例性的未取代烃热蒸发于其上的Si、Au和玻璃基底的XRD谱图，这证实对于所有测试的基底都具有相同的强优选取向。

图3A-图3B示出了一旦其上热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃并保持样品于室温持续48小时的硅表面(图3A)和Au表面(Si晶片上沉积金膜，图3B)的HR-SEM图像；以及在CF₃(CF₂)₂₂CF₃-涂覆的硅表面上的橄榄油滴的接触角测定结果(图3A，插图)。

图4A-图4D示出了一旦其上热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃并保持样品于90℃持续40小时，以0°(图4A)和40°(图4B)倾斜角拍摄的硅表面的HR-SEM图像，以及在保持样品于70℃持续30小时(图4C)和在室温(图4D)后硅表面的HR-SEM图像。

图5A-图5C是示出一旦其上热蒸发氟化蜡CF₃(CF₂)₂₂CF₃并保持样品于90℃(图5A)、70℃(图5B)和80℃(图5C)的硅基底表面的时间依赖性RMS粗糙度的曲线图，这在40-60小时后沉积期间通过共聚焦显微镜进行测定。

图6A-图6D示出了具有其上施加的热蒸发C₃₆H₇₄并保持室温持续一个星期(图6A)的金表面的SEM图像；C₃₆H₇₄涂覆表面上水滴接触角的测定结果的SEM图像，呈现接触角为165°(图6B)；和未涂覆玻璃基底(对照；图6C)和C₃₆H₇₄涂覆玻璃基底(6D)上形成的蜡样芽胞杆菌(B.cereus)407生物膜的CSLM(共焦扫描激光显微镜)图像。

图7A-图7E示出了未涂覆玻璃基底(对照；图7A)和具有其上沉积的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃(图7B)、C₃₆H₇₄(图7C)、C₄₀H₈₂(图7D)和C₄₄H₉₀(图7E)的玻璃基底上形成的蜡状芽孢杆菌407生物膜CSLM(共焦扫描激光显微镜)图像。

图8A-图8E示出了未涂覆玻璃基底(对照；图8A)和具有其上沉积热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃(图8B)、C₃₆H₇₄(图8C)、C₄₀H₈₂(图8D)和C₄₄H₉₀(图8E)的玻璃基底上形成的绿脓杆菌(铜绿假单胞菌，P.aeruginosa)生物膜的CSLM图像。

具体实施方式

在其一些实施方式中，本发明涉及材料科学，以及更具体而言，但不仅仅涉及疏水、超疏水、疏油和超疏油的表面，其制备方法及其在例如抑制生物膜形成中的用途。

在详细说明本发明的至少一个实施方式之前，应当理解的是，本发明不必限于其以下描述陈述的或通过实施例举例说明的应用细枝末节。本发明能够具有其它实施方式或以各种方式实践或实施。

正如以上的讨论的，目前已知制备疏油表面的方法是很难实现的艰巨任务，因为必需要力阻碍低表面张力的天然扩散。

尽管构思了本发明，但本发明人已经考虑采用一步法生产路径同时提供产生疏油表面所需的粗糙度和化学性质。

尽管将本发明进行实践，但本发明人已经设计并成功地制备和实践了新的疏油表面，其基于热蒸发的氟化蜡如，例如，全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)。本发明人已证明，这种膜表现出高度的疏油性。

正如以下实施例部分中的证明，在不同基底(例如，硅、玻璃、金等)上热蒸发氟化蜡，致使基底表面上沉积了氟化蜡的结晶膜。正如图3A和图3B中的举例说明，膜由氟化蜡的单晶薄片(小片，薄层片晶，platelet)晶阵列构成，每个薄片具有约100-150nm的尺寸，从而产生所需的粗糙度。正如图2A和图2B中所示，沉积的膜显示出高度优选取向。

正如在以下实施例部分中的进一步举例说明，RMS粗糙度测定结果已经表明，一旦表面沉积氟化蜡，则粗糙度相比于未处理的基底显著增加。涂覆的表面的粗糙度据发现，特别是在所涂覆的样品保持于升高的温度(例如，70-90℃)时，会随着时间的推移而增加。

正如以下实施例部分中的进一步举例说明，通过热蒸发氟化蜡形成于各种基底上的膜表现出高度疏油性，证明为对于化学通用疏水和/或油性液体的表面可润湿性。在具有其上沉积的未氟化蜡和烃骨架具有20个碳原子或更少的氟化蜡的表面上并未观察到所获得的表面的高度疏油性。当二者都保持于室温、升高的温度(例如，70-90℃)和较低温度(例如，-30℃)时，高度疏油性随时间并没有显著变化。

正如以下实施例部分中的进一步举例说明，本发明人还证明，氟化和未氟化的烃蜡通过喷涂或浸涂法可以沉积于各个表面上，而且这种方法会导致疏水表面，其具有高于50°、高于70°、高于100°、甚至高于130°的水接触角。

正如本文和本领域中所用，短语“疏水的”，“疏水性”及其语法变形，都是指由斥水性反映的性质。疏水程度通常并可接受地通过水或水性溶液、或两亲性液体物质(例如，甘油和亚烷基二醇)的接触角测定而确定，这在本文以下将进一步详细描述。

通常情况下，基底的表面在其表现出与水至少90°的静态水接触角时就认为是疏水的。基底的表面当其表现出与水至少150°的静态水接触角时就认为是超疏水的。

正如本文和本领域中所使用，短语“疏油的”，“疏油性”及其语法变形，是指由斥油性反映的性质。疏油性程度通常而可接受地通过非水性液体，包括两亲性液体物质(例如，甘油和亚烷基二醇)，疏水液体物质(例如，有机物质，例如长链烷烃、环烷基类、芳基类等)和油性物质(例如，天然和合成的油如，例如，橄榄油)的接触角测定而确定，这将在本文以下将进一步详细描述。

通常情况下，基底的表面在其表现出与疏水的或油性液体至少50°的静态接触角时就认为是疏油的，正如本文中的定义。在一些实施方式中，当表面表现出与疏水的或油性液体至少90°的静态接触角，或与疏水的或油性液体范围为90°-150°的静态接触角时，表面就认为是疏油的。

通常情况下，基底的表面在其表现出与疏水的或油性液体高于150°的静态接触角时就认为是超疏油的，正如本文中的定义。

在整个本文中，短语“在其表面上施加(或沉积)(热蒸发的)(氟化)蜡的基底”，为简单起见，本文中也称为涂覆的基底、涂覆的表面、涂覆的样品、具有其上沉积的膜的基底或表面、以及作为上述短语的各种组合，而所有这些表达在本文中都互换地相互参指。

蜡：

在整个本文中，术语“蜡”描述了天然的、分离的和/或人工合成制备的蜡物质。

正如本领域已知的，蜡是一类近室温可延展的有机化合物。蜡通常在室温是固体而在高于45℃会熔化而获得低粘度液体。蜡一般由长烷基链构成。天然蜡通常由脂肪酸和长链醇的酯构成。合成蜡一般是缺少官能团的长链烃。

本文中，术语“蜡”也可互换地称为包含超过10个，优选多于15或多于20个碳原子的碳骨架链，正如下文中的进一步定义和讨论。

在一些实施方式中，对于本文中描述的任何方面，蜡是本文中定义的一种有机化合物。

在一些实施方式中，对于本文中描述的任何方面，蜡是含多于10或多于15或多于20个碳原子的碳骨架链，可选地被官能团如杂原子、羧酸酯类、羟基类、酰胺类、酰胺类等中断和/或封端的有机化合物。

在一些实施方式中，对于本文中描述的任何方面，蜡是一种包含长链烷基(例如，多于10、或多于15或多于20个碳原子)的有机化合物，由此烷基可以进行可选取代。

在一些实施方式中，蜡包含未取代的烷基链，或由未取代的烷基链组成，并可以称之为烃。

正如本文所用，术语“烃”描述了具有由相互连接的碳原子构成的骨架链并被氢原子取代的有机物质。

在一些实施方式中，正如本文中所述的烃在其骨架链中含有超过10个的碳原子。在一些实施方式中，烃在其骨架链中含有11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50个以及更多个碳原子，包括其间的任何值。

烃的骨架链可以是直链的、支链的和/或环状的。烃可以是饱和的或不饱和的。

对于直链饱和烃的代表性通式是C_nH_2n+2，其中n是整数。在一些实施方式中，n大于10。在一些实施方式中，n大于20。在一些实施方式中，n大于30，并可以为31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、46、47、48、49、50或更高。

正如本文中所用，术语“未取代(或非取代的)烃”描述了一种直链或支链的、饱和或不饱和的烃，正如本文中的定义，它不具有除了氢原子和碳原子以外的原子。

在一些实施方式中，直链烃在其骨架中具有至少10个碳原子。在一些实施方式中，直链烃在其骨架中具有至少20个碳原子。在一些实施方式中，直链烃在其骨架中具有至少30个碳原子。在一些实施方式中，直链烃在其骨架中具有至少40个碳原子。

示例性直链烃包括，但不限于，C₃₆H₇₄、C₄₀H₈₂、C₄₄H₉₀和C₅₀H₁₀₂。这种蜡也称为“石蜡”。

正如本文所用，术语“取代的烃”或“取代的蜡”描述了一种直链或支链的、饱和或不饱和的烃，正如本文中的定义，其中一个或多个氢原子被另一个化学部分或基团取代。

适用于本发明实施方式上下文的取代烃或取代蜡的可选取代基包括，但不限于，烷基、环烷基和芳基(形成支链烃)，每种被可选取代，卤素、胺、羧酸酯、酰胺、氨基甲酸酯、硝基、氰基、叠氮基、羟基、硫醇基、烷氧基、硫代烷氧基、芳氧基、硫代芳氧基、磺酸酯、膦酸酯、肼、磺酰胺等，正如本文中的定义。

在一些实施方式中，蜡是氟化蜡(本文中也称为氟化烃)。

正如本文所用，术语“氟化蜡”描述了本文中对蜡所描述的有机化合物(包括本文中对蜡所描述的任何和所有的实施方式)，其具有如本文所述的碳骨架，由此一个或多个骨架碳原子具有一个或多个氟化物取代基。

在一些实施方式中，只要可行，碳骨架链中至少10％的碳原子具有一个或多个氟化物取代基。

氟化蜡可以是，例如，氟化烃，如本文的定义，即，由如本文中所述被氟原子取代的长烷基链构成。

在一些实施方式中，氟化蜡是包含超过10个碳原子，超过11，超过12，超过13，或超过14(例如，至少15个碳原子)，或超过15，或超过16，或超过17，或超过18，或超过19或超过20个碳原子(例如，至少21个碳原子)的碳骨架链的化合物。

另外，氟化蜡可以是蜡化合物，如本文中的定义(例如，由超过10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，优选超过20个碳原子，可选地被官能团如杂原子、羧酸酯、羟基、酰胺、酰胺等中断和/或封端的碳骨架链构成)，其中只要可行，一个或多个骨架链碳原子可以被一个或多个氟化物取代基取代。

正如本文所用，术语“氟化烃”描述了一种烃，其中只要可行，至少一个如本文的定义的烃的碳原子可以被一个或多个氟化物取代基取代。对于饱和烃，骨架链内的碳原子可以被一个或两个氟取代，而骨架链端的碳原子可以被1-3个氟取代。

在一些实施方式中，只要可行，烃的至少10％的碳原子被一个或多个氟原子取代。

在一些实施方式中，只要可行，氟化烃或氟化蜡的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％，并可选地所有骨架碳原子都被一个或多个氟取代，包括其间的任何整数。

在一些实施方式中，氟化烃或氟化蜡的至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或所有的骨架碳原子被多于1个氟(只要可行，2或3个氟)取代，包括其间的任何整数。

在一些实施方式中，氟化蜡或烃在其骨架链中具有超过10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，优选超过20个碳原子，正如本文中的定义。在一些实施方式中，氟化蜡或烃包含21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个骨架碳原子。在一些实施方式中，氟化蜡或烃含有至少24个骨架碳原子(例如，24、25、26、27或更多个碳原子)。

在一些实施方式中，如本文所述的氟化蜡或烃包含具有超过20个碳原子的直链饱和骨架链，正如本文所述。

在一些实施方式中，如本文所述的氟化蜡或烃包含具有超过24个碳原子的直链饱和骨架链，如本文所述。

在一些实施方式中，如本文所述的氟化蜡或烃含有至少10，至少20，至少30或至少40个氟化物取代基。

在一些实施方式中，氟化蜡或烃在其骨架链中具有至少24个碳原子和至少40个氟化物取代基。

在一些实施方式中，氟化蜡或烃在其骨架链中具有24个碳原子和50个氟化物取代基。

示例性氟化蜡是全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)。

在一些实施方式中，氟化蜡或烃在其骨架链中具有15个碳原子和32个氟化物取代基。

包含氟化或未氟化的烃的蜡，在本文中也统称为烃蜡。

热蒸发：

正如本文中所讨论的，本发明一些实施方式的一个根本方法包括在基底的一个或多个表面上热蒸发蜡(例如，如本文所述的氟化蜡)。

正如本文所用，术语“热蒸发”及其语法变形，是指一种通过蒸气沉积的薄膜沉积方法。通常情况下，将要沉积的材料装入可以称为坩埚的加热的容器中。坩埚可以通过施加电流，或通过任何其它加热方式进行加热，并且随着坩埚内的材料变热，它产生的蒸气就会直线行进，直至它们碰触到较冷的表面，在这些表面上它们重新累积成膜。通常情况下，为了避免这些材料在升高的温度分解，热蒸发会在封闭的系统中减压进行。在进一步的通常情况下，层的厚度是被蒸发的材料的量的函数，因此可以取决于热蒸发的时间和温度。

图1示出了根据本发明一些实施方式进行热蒸发的一个示例性系统，这将在本文以下实施例1中进行更进一步的详细描述。

短语“热蒸发的”涉及如本文中所述要进行热蒸发的物质(例如，蜡或烃，正如本文所述)，并且实际上涉及一旦进行热蒸发而形成于基底表面上的物质的薄膜。

在一些实施方式中，正如本文所述的热蒸发的物质(例如，如本文所述的氟化或非氟化(烃)蜡)通过在范围为100℃-700℃的温度蒸发而沉积于基底的表面。通常情况下，热蒸发在允许蜡有效地产生蒸气的条件(温度和压力)下进行。在一些实施方式中，热蒸发的蜡通过在范围为100℃-400℃的温度，在约10^-4-10^-5毫巴的减压下蒸发而沉积于基底的表面上。在一些实施方式中，热蒸发的蜡通过在范围为100℃-300℃的温度，在约10^-4-10^-5毫巴的减压下蒸发而沉积于基底的表面上。在一些实施方式中，热蒸发的蜡通过在范围为150℃-250℃的温度，在约10^-4-10^-5毫巴的减压下蒸发而沉积于基底的表面上。

在示例性实施方式中，热蒸发的蜡通过在约200℃的温度，在约10^-4-10^-5毫巴的减压下蒸发而沉积于基底的表面上。

如本文所述的蜡的热蒸发沉积允许获得所得到的膜的高度优选取向。膜的高度优选取向进一步允许生产具有纳米级粗糙度的表面，从而获得超疏水性和可选的疏油性和/或超疏油性。

喷涂：

正如本文中的讨论，根据本发明一些实施方式的另一种根本方法包括通过喷涂而将蜡(例如，如本文所述的氟化/非氟化烃蜡)沉积(施加)于基底的一个或多个表面上。

正如本文所用，术语“喷涂”及其语法变形，是指一种通过喷涂液体的薄膜沉积的方法。通常情况下，要沉积的物质(蜡)与溶剂混合，并将所得到的混合物放置于配备喷雾机构(例如，商业“气刷”设备)并连接到气源(gas supply)(例如，以压缩机的形式，气溶胶推进剂罐、CO₂罐)的容器中。然后将混合物以喷雾压出容器，而使之在所需的表面上形成一层物质。喷涂可以在表面上进行数次，而使之形成数层物质。沉积于表面上的膜的厚度取决于层数、或喷涂循环数。

进行喷涂的任何商购的、或以其他方式已知的系统都可以用于将如本文中所述的蜡施加于表面上。

用于喷涂的蜡和溶剂的混合物通常是溶液(即，当至少80％，或至少90％，或全部的蜡溶解于溶剂中时)。

混合物中的蜡的浓度可以处于0.01wt％至高达蜡在选定溶剂中的溶解度限度的范围内。浓度可以进一步超过溶解度限度，例如，10％或20％。超声处理可以用于协助蜡在所选溶剂中的溶解。

溶剂通常是有机溶剂，优选疏水有机溶剂。实例包括，但不限于，具有超过4个碳原子的直链或支链的烷烃(例如，戊烷、己烷、庚烷、辛烷和更高级烷烃及其任何混合物)；和取代的或未取代的芳族化合物如，例如，苯、甲苯、二甲苯、萘等。

对于氟化蜡，优选氟化有机溶剂。实例包括氯氟烃，例如，HCFC、CF₃CF₂CHCl₂、和CClF₂CF₂CHClF、及其混合物。

进行喷涂的示例性方法与步骤将在以下的实施例部分中进行进一步详细描述。

正如本文所用，术语“喷涂的”涉及要进行喷涂的物质(例如，如本文所述的氟化或非氟化蜡或烃)，即，涉及通过喷涂物质和溶剂的混合物的液体沉积，而实际上涉及一旦进行沉积而形成于基底表面上的物质的薄膜。

浸涂：

正如本文中所讨论的，根据本发明一些实施方式的另一个根本方法包括将如本文中的蜡浸涂于基底的一个或多个表面上。

如本文所用，术语“浸涂”及其语法变形，一般是指一种通过在液体中浸渍基底的薄膜沉积方法。通常而言，制备要沉积物质和溶剂的混合物。要涂覆的基底或其部分浸渍于混合物中持续范围为约1秒至约2分钟的一段时间并随后(例如，在环境条件和温度)干燥。

进行浸涂的任何商购的、或以其他方式已知的系统都可以用于将如本文中所述的蜡施加于表面上。

用于浸涂的蜡和溶剂的混合物如本文以上针对喷涂所述。

正如本文所用，术语“浸涂的”涉及用于浸涂，即，进行通过将基底浸渍于物质和溶剂的混合物中的液体沉积的物质(例如，氟化或非氟化蜡或烃，如本文所述)，而实际上涉及一旦进行沉积而在基底表面上形成物质的薄膜。

物质组合物：

在一些实施方式中，提供了一种物质组合物，其通过施加如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡)于基底表面的至少一部分上而制备。正如在以下实施例部分中所证实，基底已经成功地用于通过各种方法在其上沉积如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡)。“成功地用于”是指(i)蜡成功地在基底的表面上形成了薄膜；和(ii)所得到的膜至少向基底的表面赋予疏水性，而且还赋予了超疏水性和/或疏油性。

根据本发明一些实施方式，提供了一种物质组合物，其包括如本文定义的基底，根据本文中所描述的任一实施方式在其表面上施加了如本文所定义的蜡(例如，氟化蜡或烃)。

在一些实施方式中，氟化烃(氟化蜡)在其骨架链中具有超过10个，或超过14个(至少15个碳原子)或超过20个碳原子(即，至少21个碳原子)，如本文所述。

在这些实施方式中的一些中，只要可行和如本文所述，至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

在一些实施方式中，如本文中的定义，蜡是非氟化蜡，其在其骨架链中包含至少30个碳原子或至少40个碳原子。

在一些实施方式中，蜡通过如本文中所述的喷涂，即，通过将如本文中所述的蜡和有机溶剂的混合物(例如，溶液)喷涂于表面上或其部分上而施加于基底的表面(或部分表面)上。

在这些实施方式中的一些中，蜡是氟化蜡，在其骨架链中具有至少15个碳原子，并优选在其骨架链中至少21个碳原子，更优选至少24个碳原子，正如本文中所述。

或者，蜡是非氟化烃蜡，在其骨架链中具有至少30，优选至少40个碳原子。

在一些实施方式中，蜡通过正如本文中所述的浸涂，即，通过将基底或其部分浸渍于正如本文中所述的蜡和有机溶剂的混合物(例如，溶液)中而施加于基底的表面上(或部分表面)。

在一些实施方式中，蜡通过热蒸发而施加于基底的表面(或部分表面)上，正如本文中进一步详细的描述。

在这些实施方式中的一些中，蜡是在其骨架链中具有至少21个碳原子的氟化蜡，正如本文中的定义。

在任一这些实施方式中一些中，蜡(例如，正如本文中所述的氟化蜡)在表面上形成膜。膜的厚度可以通过施加方法的持续时间和/或循环确定。

在任一这些实施方式中一些中，膜具有的厚度为至少100nm。在一些实施方式中，膜具有的厚度范围为100nm-10微米，包括其间的任何整数。

在任一这些实施方式中一些中，正如本文中所述的物质组合物的特征在于纳米尺度的粗糙度，正如本文中所述，例如，RMS值为至少100nm。

在任一这些实施方式中一些中，物质组合物的特征在于，正如本文中所述的静态接触角对水测定，高于50°、高于70°、高于100°、甚至为140°或更高。当蜡是氟化蜡时，由水测定的静态水接触角高于100°，并且指示高疏水性。

在示例性实施方式中，物质组合物的静态接触角高于50°、高于60°、甚至高于90°，其中液体是亲水性的或两亲性的液体如，例如，水、甘油、乙二醇或其组合。

这种静态接触角指示表面是高疏水性的。

各种液体的示例性静态接触角值，正如按照本文中所述对示例性物质组合物进行的测定，示出于以下实施例部分的表1-3中。

根据本发明一些实施方式的一个方面，提供了一种物质组合物，包含在其表面上施加了在其骨架链中具有至少21个碳原子和具有至少10％氟化物取代基的氟化蜡的基底，正如本文中所述。

根据一些这些实施方式，物质组合物的特征在于以下至少之一：

正如本文中定义的疏水液体的静态液体接触角为至少50°；和

如本文中定义的RMS粗糙度为正如本文中定义的其上施加氟化蜡之前表面的RMS粗糙度的至少5倍。

正如下文中所述，这种特性可以通过热蒸发氟化蜡于表面上而获得。

根据本发明的任何一个实施方式可用的基底表面可以是硬的或软的、有机的或无机的表面，包括但不限于，玻璃表面；瓷表面；陶瓷表面；聚合表面如，例如，塑料表面，橡胶表面，和包括或由聚合物如聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、高密度聚乙烯(HDPE)、未增塑的聚氯乙烯(PVC)和氟聚合物包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE，)制成的表面；金属表面(例如，金表面)，或可以包括或由硅、有机硅、不锈钢、金、MICA、正如本文中所述的聚合物或包括上述任何组合制成。

正如本文中所述的基底表面可以进一步通过各种化学和机械方法，包括，例如，SAM、PVD、光刻法和等离子刻蚀法进行改性(改变，modified)。

在示例性实施方式中，基底表面由用1-十一硫醇(CH₃(CH₂)₁₀SH)SAM改性的薄(例如，200nm)金膜制成。

在示例性实施方式中，基底由经PVD沉积于Si晶片上的薄(例如，200nm)金膜制成，产生包含金的表面(Au表面)。在这些实施方式，基底由硅制成而表面包含金。

在示例性实施方式中，基底由硅(例如，是硅晶片，或100个硅晶片)制成，而基底表面也如此制成。

基底的表面可以是晶体或非晶体，并通常利用而无需对其结晶性质进行进一步改性。也就是说，与目前已知的方法相反，正如本文中所述的物质组合物可以仅通过热蒸发蜡(例如，氟化蜡)，而在蜡沉积之前无需处理基底表面从而增加其粗糙度就能够制成。

对于本文中所述的任何一个实施方式，术语基底的“表面”包括基底的一个或多个表面，并且还包括基底的部分表面或基底的两个或多个表面的部分，以及前述的任何组合。

在本文描述的任一实施方式中的一些中，蜡施加于基底上而无需在蜡沉积之前对基底表面进行改性。因此，例如，一旦沉积蜡，表面粗糙度主要归因于蜡沉积，而不是由于蜡沉积之前的表面改性(例如，微米级的或纳米级的图案化或镌刻(pitching))。

通过热蒸发蜡制备的物质组合物：

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含其表面上沉积热蒸发的蜡的基底的物质组合物，正如本文中的定义。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含其表面上沉积热蒸发的氟化蜡的基底的物质组合物，正如本文中的定义。

在一些实施方式中，而正如本文中的讨论和证明，其上具有热蒸发的氟化蜡的表面表现出疏油性，例如，这通过对疏水和/或油性液体的至少50°的静态液体接触角和/或表面的RMS粗糙度显著增加反映出来。

因此，根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种包含其表面上沉积氟化蜡的基底的物质组合物，正如本文中所述，其中表面的特征在于以下至少之一：

对疏水液体的静态液体接触角为至少50°；和

RMS粗糙度为表面(在沉积蜡之前)的RMS粗糙度的至少5倍。

在一些实施方式中，提供了一种通过正如本文中所述热蒸发蜡(例如，氟化蜡)于基底的至少一部分表面上而制备的物质组合物。正如在以下实施例部分中证实，具有化学性质广泛不同的表面的基底可以如本文中所述成功地用于蜡(例如，氟化蜡)热蒸发。“成功地用于”是指(i)蜡一旦热蒸发就成功地在基底表面上形成薄膜；和(ii)所得到的膜对基底表面赋予疏水性和/或疏油性。

根据本发明一些实施方式，提供的物质组合物包含如本文中定义的基底，在其表面上施加了正如本文中定义的热蒸发的氟化蜡，正如本文中所述。

在本文中对热蒸发的氟化蜡所述的任一实施方式中的一些中，氟化烃(氟化蜡)在其骨架链中具有超过20个的碳原子(即至少21个碳原子)，其中只要可行并且正如本文中所述，至少10％的碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

在一些实施方式中，热蒸发的蜡(例如，正如本文中所述的氟化蜡)在表面上形成膜。

在一些实施方式中，膜具有至少100nm的厚度。在一些实施方式中，膜具有范围为100nm-10微米的厚度，包括其间的任何整数。膜的厚度可以通过控制热蒸发工艺过程(例如，热蒸发的时间)进行控制。

在一些实施方式中，膜由晶体薄片构成。在一些实施方式中，晶体薄片的平均尺寸处于50nm-700nm的范围内。

在一些实施方式中，晶体薄片的平均尺寸为约100-200nm。

在一些实施方式中，晶体薄片大多数垂直于基底定位。

在一些实施方式中，正如本文中所述的物质组合物表现出优选的特征取向的XRD图。

在一些实施方式中，至少20％由热蒸发氟化蜡形成的膜具有相同的取向。在一些实施方式中，至少50％由热蒸发氟化烃形成的膜具有相同的取向。在一些实施方式中，至少80％由热蒸发氟化烃形成的膜具有相同的取向。在一些实施方式中，至少90％由热蒸发氟化烃形成的膜具有相同的取向。在一些实施方式中，至少95％由热蒸发氟化烃形成的膜具有相同的取向。在一些实施方式中，至少99％由热蒸发氟化烃形成的膜具有相同的取向。

图2A示出了根据本发明一些实施方式的示例性物质组合物的XRD谱图，并证实了高度优选的取向。

正如上文所讨论的，本文中所述的物质组合物的特征在于纳米级粗糙度，这向基底表面赋予了高度疏油性。

本文所用的术语“粗糙度”涉及表面纹理中的不规整。这些不规整是表面的峰和谷。

在一些实施方式中，粗糙度值通过AA(算术平均值)和RMS(根均方)进行计算。AA方法使用了平均化方法中偏差的绝对值，而RMS方法利用了平均化方法中偏差的平方值。

RMS粗糙度(R_q)通常根据以下公式进行计算：

其中n表示阶数，等于沿着轨迹的间隔点数，而y_i是从平均线至第i个数据点的垂直距离。

RMS可以通过共焦显微镜测定，正如在以下实施例部分中的实施例2中的描述。

在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度(例如，按照本文中所述进行测定)是基底表面(热蒸发烃之前)的RMS粗糙度的至少5倍。

在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面(热蒸发蜡之前)的RMS粗糙度的至少6倍。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面(热蒸发烃之前)的RMS粗糙度的至少7倍。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面(热蒸发蜡之前)的RMS粗糙度的至少8倍。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面(热蒸发蜡之前)的RMS粗糙度的至少9倍。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于RMS粗糙度是基底表面(热蒸发蜡之前)的RMS粗糙度的至少10倍。

在示例性实施方式中，对于(在沉积正如本文中所述的蜡之前)具有RMS粗糙度5nm的基底表面，物质组合物的特征在于至少100nm、至少150nm、至少200nm的RMS粗糙度。

在一些实施方式中，物质组合物的特征在于至少0.1μm的RMS粗糙度。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于至少0.2μm的RMS粗糙度。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于至少0.3μm的RMS粗糙度。在一些实施方式中，物质组合物的特征在于至少0.4μm的RMS粗糙度。

在一些实施方式中，物质组合物的特征在于时间依赖性的和/或温度依赖性的RMS粗糙度。即，RMS粗糙度随时间和/或随物质组合物在热蒸发烃后所保持的温度而变化。

在一些实施方式中，物质组合物表现出粗糙度随时间而增加的效应。在一些实施方式中，粗糙化率是温度依赖性的并在物质组合物保持于60℃至150℃的温度范围内时升高，而在物质组合物保持于范围为-30℃至30℃的温度时降低。也设想了任何中间范围或值。

正如本文中所讨论的，蜡(例如，是正如本文中所述的氟化蜡或烃)的化学性质和通过蜡的热蒸发赋予的粗糙度，赋予基底表面高度的疏油性。

在一些实施方式中，表面的疏油性通过静态接触角的测定而确定。

正如本文中所述，“静态接触角”描述了液体物质相对于基底表面在静态液体自由表面接触于基底的水平表面之处的位置形成的角度。

通常情况下，而不仅仅是为了测定静态接触角，液滴形成于附连至螺杆注射器的皮下注射针的尖上。注射器紧固于支架(stand)上，这减少由手动滴落沉积产生的任何不规整。基底随后使用平台的Y型控制升高，直到它接触液滴。然后使液滴进入视场而通过平台的x-y转换至显微镜的焦点上并捕获图像。静态接触角通过本领域中公知的方法进行计算。测定静态接触角的示例性方法和系统将在以下实施例部分的实施例中进行描述。

表面的静态接触角对应于所测试的液体。

当液体是亲水性的或两亲性的时，静态接触角为至少90°指示基底表面是超疏水性的。

当液体是疏水的或油性的时，静态接触角为至少50°指示基底表面是疏油性的。

当液体是疏水的或油性的时，静态接触角为至少90°指示基底表面是超疏油性的。

如本文中和本领域中所使用的，“亲水性的液体”是指在室温是液体并易于与水和其它极性物质相互作用或被其溶解的物质。

示例性亲水性的液体包括，但不限于，水、水性溶液，以及任何极性且可溶于水(水混溶性)的其它液体。

“两亲性液体”是在室温是液体并同时具有亲水性和亲脂性性质的物质。两亲性液体通常是同时包含极性和非极性基团的有机物质。

两亲性液体可以溶解于水并一定程度溶于非极性有机溶剂。当放置于由水性溶剂和有机溶剂组成的不混溶两相体系中时，两亲性液体在两相之间分配。物质疏水和亲水部分的程度决定分配的程度。

示例性两亲性液体包括，但不限于，糖、多元醇(例如，甘油)、亚烷基二醇(例如，乙二醇)。

“疏水液体”本领域中也称为“亲脂性液体”，而且是在室温是液体并且通常在水性溶液中不可溶而在非极性有机溶剂中可溶解的物质。

示例性疏水液体包括，但不限于，有机物质如链烷烃，特别是长链烷烃，环烷烃，包括双环化合物，芳基化合物(取代的和未取代的两者)和脂肪酸。

油性液体是疏水物质，其具有油性结构并包括，例如天然和合成制备的油，如橄榄油，其它植物和动物衍生的油，和无机油如硅油和其它矿物油。

亲水性的、两亲性的和疏水的物质也可以通过其分配系数确定。

分配系数是两种不混溶液体混合物的两相中化合物浓度在平衡时的比率。通常情况下，所选择的溶剂之一是水，而第二种是疏水的如辛醇。非离子化溶质在这些溶剂中浓度的比率的对数值称为logP。

疏水液体的特征在于LogP高于1；亲水性液体的特征在于LogP低于1，而两亲性液体的特征在于LogP为约1(例如，0.8-1.2)。

在一些实施方式中，当静态接触角对作为液体的水或其它亲水性液体进行测定时，物质组合物的特征在于静态接触角为至少150°、至少160、甚至为至少170°。

在示例性实施方式中，物质组合物的静态接触角为至少150°、至少160°、甚至为至少170°，其中液体是亲水性的或两亲性的液体如，例如，水、甘油、乙二醇或其组合。

这种静态接触角指示表面的超疏水性。

在示例性实施方式中物质组合物的静态接触角为至少110°、至少120°、甚至至少130°，其中液体是如本文中的疏水液体。这种静态接触角指示表面的疏油性。

示例性疏水液体包括，但不限于，苯甲酰氯、氯苯、环己烷、十六烷或其组合。

在示例性实施方式中，液体是环烷基而静态接触角为至少100°。

在示例性实施方式中，液体是取代的或未取代的芳基而静态接触角为至少120°。

在示例性实施方式中，液体是取代的或未取代的芳烷基而静态接触角为至少120°。

各种液体的示例性静态接触角值，按照本文中所述对于示例性物质组合物进行测试，示出于以下实施例部分中表1和2中。

工艺方法：

根据本发明一些实施方式的方面，提供了制备根据本发明一些实施方式的方面所述的任何物质组合物的工艺方法。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种制备包含施加于基底的表面上的热蒸发蜡的物质组合物的方法，正如本文中所述，其通过热蒸发如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)于基底的表面上进行，正如本文中所述。

在一些实施方式中，本文以上所述进行热蒸发蜡。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括，在热蒸发蜡之后，保持获得的物质组合物于一定温度持续一定时间段。这个步骤也称之为“老化”。

在一些实施方式中，在范围为10小时至几个月的一段时间期间进行老化。

在一些实施方式中，物质组合物保持于范围为-250℃至250℃的温度。在一些实施方式中，物质组合物保持于范围为-100℃至150℃的温度。在一些实施方式中，物质组合物保持于范围为-50℃至120℃的温度。

在示例性实施方式中，物质组合物保持于范围为-30℃至90℃的温度。

在一些实施方式中，物质组合物保持于50℃持续至少5小时的一段时间。在一些实施方式中，物质组合物保持于60℃持续至少5小时的一段时间。在一些实施方式中，物质组合物保持于70℃持续至少5小时的一段时间。在一些实施方式中，物质组合物保持于80℃持续至少5小时的一段时间。在一些实施方式中，物质组合物保持于90℃持续至少5小时的一段时间。在一些实施方式中，物质组合物保持于90℃持续至少5小时的一段时间。

在示例性实施方式中，物质组合物保持于范围为40-90℃，或50-90℃，或60-90℃，或70-90℃的温度持续至少10小时的一段时间。

在示例性实施方式中，物质组合物保持于90℃持续至少20小时的一段时间。

在一些实施方式中，热蒸发蜡的方法基本上由如本文中所述的热蒸发组成。

在一些实施方式中，热蒸发蜡的方法在基底表面上热蒸发蜡之前没有对基底表面改性。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种制备以下物质组合物的方法，其包括施加于基底表面上的喷涂的蜡(例如，氟化蜡或烃)，正如本文中所述，这通过喷涂如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)和如本文中所述的有机溶剂的混合物于基底的表面上进行，正如本文中所述。所述方法根据如本文中所述的喷涂的实施方式进行。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种制备以下物质组合物的方法，其包括施加于基底表面上的浸涂的蜡(例如，氟化蜡或烃)，正如本文中所述，这通过在如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)和如本文中所述的有机溶剂的混合物中浸渍基底或其部分进行。所述方法根据如本文中所述的浸涂实施方式进行。

在喷涂和浸涂的各个方面的一些实施方式中，所述方法在将蜡沉积于表面上之前没有对基底表面改性。

在一些实施方式中，所述方法基本上由如本文中的喷涂或浸涂方法步骤组成。

制造品：

根据本发明一些实施方式的方面，提供了包括本文中所述的任一物质组合物的制造品。

在一些实施方式中，提供了包括其表面上沉积如本文中所述热蒸发的蜡(例如，氟化蜡或烃)的基底的制造品。

在一些实施方式中，提供了包括其表面上沉积如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)的基底的制造品，其中表面的特征在于如对于本文以上所述的物质组合物所述的粗糙度和/或静态液体接触角。

在一些实施方式中，提供了一种通过热蒸发如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)于表面或其部分表面上制备的制造品。

在一些实施方式中，提供了一种通过喷涂如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)于表面或其部分表面上而制备的制造品。

在一些实施方式中，提供了一种通过浸涂如本文中所述的蜡(例如，氟化蜡或烃)于表面或其部分表面上而制备的制造品。

设想了由本文中所述的物质组合物的所述疏水性、超疏水性和/或超疏油性可以受益的任何制品。

示例性的制造品包括，但不限于，可植入医疗器件如，但不限于，心脏起搏器、心脏瓣膜、置换关节、导管、导管接入端口、透析管、胃束带、分流器、螺旋板、人工脊椎盘更换物、内部可植入式除颤器、心脏再同步治疗设备、可植入式心脏监视器、二尖瓣瓣环修复器件、左心室辅助装置(LVAD)、人造心脏、可植入式输液泵、可植入式胰岛素泵、支架、可植入式神经刺激器、颌面部植入物、牙种植体等。

示例性的制造品包括包装或容器，例如，食品包装和容器、饮料包装和容器、医疗器件的包装、(农药的)农用包装和容器、血液样品或其它生物样品包装和容器、以及各种制品的任何其它包装或容器。

示例性的食品包装包括奶制品的包装和/或用于乳制品储存或运输的容器。

其它示例性的制造品包括牛奶的存储和加工处理装置如，但不限于，容器、贮槽、原奶保持设备、乳品加工操作传送带、管壁、垫圈、橡胶密封件、不锈钢取样管、管道系统、灌装机、筒仓罐、热交换器、后巴氏消毒设备、泵、阀门、分离器和喷雾装置。

在一些实施方式中，制造品是一种能量采集设备，例如，微电子器件、微电子机械装置、光伏器件等。

在一些实施方式中，制造品是微流体器件，例如，微型泵或微阀等。

在一些实施方式中，制造品包括密封件，例如，O型环等。

在一些实施方式中，制造品是，例如，具有可腐蚀表面的制品。

在一些实施方式中，制造品是农用器件。

在一些实施方式中，制造品是由织物，例如，强韧棉(tough cotton)制成。

在一些实施方式中，制造品是燃料传送装置。

在一些实施方式中，制造品是结构元件，如，但不限于，涂料、墙壁、窗户、门把手等。

在一些实施方式中，制造品是水处理系统(诸如用于容纳和/或运输和/或处理含水介质或水)中的元件、设备、容器、过滤器、管道、溶液和气体等。

在一些实施方式中，制造品是有机废弃物处理系统(如用于容纳和/或处置和/或输送和/或处理有机废弃物)的元件、设备、容器、过滤器、管道、溶液和气体等。

抗生物膜形成(ABF)活性：

在研究如本文中所述在基底表面上沉积蜡的物质组合物的活性时，本发明的发明人出乎意料地发现，至少一些这样的物质组合物显示出高防污活性，并因此可以有利地引入、或利用于需要这种活性的制造品的制备中。

本文中“抗生物结垢活性”或“防污活性”是指，抑制(预防)、减少或阻滞基底表面生物膜形成的能力。

如本文使用的术语“生物膜”，是指活细胞相互粘连和/或固定于表面作为菌落的聚集体。细胞经常嵌入胞外聚合物物质(EPS)的自分泌基质内，也被称为“粘液(slime)”，其是核酸、蛋白质和多糖的聚合物粘性混合物。

在本实施方式的上下文中，形成生物膜的活细胞可以是单细胞微生物(原核生物、古生菌、细菌、真核生物、原生生物、真菌、藻类、眼虫属、原生动物门(protozoan)、沟鞭毛藻(双鞭毛海虫，腰鞭毛虫，dinoflagellates)、顶器动物亚门(apicomplexa)、锥虫、变形虫等)的细胞，或多细胞生物体的细胞，在这种情况下，生物膜可以视为细胞的集落(如同单细胞生物的情况)，或作为组织的低级形式。

在本实施方式的上下文中，细胞是微生物源的，而生物膜是微生物如细菌和真菌的生物膜。生物膜中生长的微生物的细胞在生理学上不同于相同生物体“浮游形式”中的细胞，这种“浮游形式”中的细胞相比而言是可漂浮或游离于液体介质中的单细胞。生物膜能经历几个生命周期的步骤，包括最初的附着、不可逆的附着、一个或多个成熟阶段、和分散。

短语“抗生物膜形成(ABF)活性”是指一种物质实现防止细菌、真菌和/或其它细胞的生物膜的形成；和/或实现细菌、真菌和/或其它细胞在基底表面上积累的速率降低的能力。

在一些实施方式中，生物膜由细菌细胞形成(或由细菌形成)。

在一些实施方式中，生物膜由选自由所有革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌组成的组中的细菌的细菌细胞形成。

在一些实施方式中，革兰氏阴性生物膜-形成细菌可以选自奶处理环境物种的组，如，但不限于，变形杆菌、肠杆菌、柠檬酸杆菌、志贺氏菌、大肠杆菌、爱德华氏菌、气单胞菌、邻单胞菌属、莫拉菌属、产碱杆菌和假单胞菌。

在一些实施方式中，革兰氏阳性生物膜-形成细菌可以选自由以下各项组成的奶处理环境物种的组中：葡萄球菌、芽孢杆菌、李斯特菌和乳酸菌如，但不限于，链球菌属、明串珠菌属和片球菌。

在示例性实施方式中，生物膜由芽孢杆菌属细菌细胞形成。

在示例性实施方式中，生物膜由绿脓假单胞菌细菌细胞形成。

正如本文以下的证明，如本文中所述的示例性物质组合物已经证明显示出抗生物膜活性，因此可以防止、阻滞或减少生物膜的形成或成团块。因此，如本文中所述的热蒸发蜡可以有效地引入物质的组合物中和/或包含其的制造品中，在这种情况下抗生物膜形成的活性是有益的(例如，是合乎需要的或期望的)。

根据本发明一些实施方式，防止或降低生物膜形成的活性可以通过其表面或部分表面上沉积如本文中所述的热蒸发氟化蜡或烃的基底实现。

根据本发明一些实施方式，防止或降低生物膜形成的活性可以通过其表面上沉积如本文中所述的热蒸发氟化蜡或烃的基底实现。

在本发明的一些实施方式中，防止或降低生物膜形成的活性可以通过其表面上沉积如本文中所述的喷涂或浸涂的蜡(例如，氟化蜡或烃)的基底而实现。

预防或降低生物膜形成假定生物膜尚未形成，因此蜡的存在在生物膜不存在或未检测到的情况下也是需要的。

正如本文所用，术语“预防”在生物膜形成的上下文中，是指相比于不存在热蒸发蜡或含其的物质组合物的情况，生物膜的形成基本上是无效或降低生物膜的外观至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％，包括其间的任何值。或者，预防是指相比于不存在热蒸发蜡或含其的物质组合物的情况，降低至少15％、10％或5％的生物膜外观。本领域内已知确定生物膜外观的水平的方法。

在一些实施方式中，正如本文中所述，抑制、降低和/或阻滞生物膜形成通过相比于没有其表面上施加的烃的相同基底，降低形成于基底表面上的生物膜至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％，包括其间的任何值反映出来。

在一些实施方式中，在生长培养基存在下温育基底或含其的制造品与细菌细胞持续24小时之后，在基底表面上形成的生物膜的量小于10⁵CFU。在一些实施方式中，其低于10⁴、低于10³、低于10²和甚至更低。

另外根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底或含基底的物质组合物或含基底或物质组合物的制品之内或之上的方法，这通过热蒸发防污有效量的如本文中所述的蜡(例如，烃)于基底表面上进行。

进一步根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底或含基底的物质组合物或含基底或物质组合物的制品之内或之上的方法，这通过热蒸发防污有效量的如本文中所述的氟化蜡于基底表面上进行。

蜡的热蒸发可以进行以在基底上沉积防污有效量的蜡。

另外根据本发明一些实施方式的方面，提供了一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底或含基底的物质组合物或含有基底或物质组合物的制品之内或之上的方法，这通过将防污有效量的如本文中所述的蜡或氟化蜡于基底的表面上而进行，其中沉积通过浸涂、喷涂或热蒸发进行，正如本文中所述。

正如本文中所用，“防污有效量”定义为如本文中所述足以抑制、延迟和/或降低生物膜的形成的量。用于测定防污有效量的分析方法在本领域是已知的并且在本文中是所设想的。

本发明的这些实施方式上下文中可使用的基底包括本文以上所述的任何基底。

在这些实施方式上下文中可用的物质组合物包括本文以上所述的任何物质组合物。

在这些实施方式上下文中可用的制造品包括本文以上所述的任何制造品。

优选地，其中预防生物膜形成是高度重要性的制造品在本发明的这些实施方式上下文中是有用的。

这种制造品包括，但不限于，奶生产和加工设备、医疗设备、包装和容器、农业设备、建筑构件、水处理系统及其元件、以及有机类废弃物处理系统及其元件。

根据本发明一些实施方式，本文中示出的组合物包装于包装材料中，并以打印、在包装材料之内或之上识别，用于降低或预防基底内或之上形成生物膜和/或破坏生物膜，正如本文中所述。

任何如本文中所述的制造品或物质组合物，其包含如本文中所述沉积于基底表面上的蜡，可以通过将蜡(例如，通过热蒸发、喷涂或浸涂)施加于制品、组合物或基底的所需表面或任何其它部分上。热蒸发、喷涂和浸涂按照本文中所述进行。

或者，如本文中所述的物质组合物(包含如本文中所述在其表面上施加蜡的基底)在制造品的生产期间可以引入到本文中所述的任何制造品内。

根据本发明一些实施方式的方面，提供了如任一本发明实施方式中所述的物质组合物，其已被识别用于生产含物质组合物的基底的制品。

在一些实施方式中，这种组合物被识别用于生产如本文中所述的特征在于能够降低、抑制和/或阻滞生物膜形成的制造品。

通用：

应注意的是，在整个全文中，本文中对蜡、烃、氟化烃和氟化蜡所描述的任何实施方式能够与本文中对于基底、方法、制造品和方法所述的任何实施方式组合使用，并应该注意的是，除非特别指明，否则本发明的实施方式涵盖所有这些组合。

据预计，在从本申请成熟的专利寿命期间内，许多相关的烃将会开发出来而术语的范围意欲包括所有演绎的这些新技术。

正如本文所用的术语“约”是指±10％。

术语“含有”、“包含”、“包括”、“囊括”、“具有”及其缀合物意指“包括，但不限于”。

术语“由...组成”是指“包括并限于”。

术语“基本上由...组成”是指组合物、方法或结构可以包括另外的成分、步骤和/或部件，但只有另外的成分、步骤和/或部件不实质上改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本新特性。

本文中使用的词“示例性”意指“用作示例、实例或举例说明”。任何描述为“示例性”的实施方式并不一定要解释为优于或胜过其它实施方式和/或排除来自其它实施方式的特性引入。

本文中使用的单词“可选地”是指“提供于一些实施方式中且没有提供于其它实施方式中”。本发明的任何具体实施方式，除非此类特征冲突，可以包括多个“可选的”特征。

如本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”除非上下文另外明确指出，否则包括复数形式。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，包括其混合物。

在整个本申请中，本发明的各种实施方式可以以范围的形式示出。应当理解的是，范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁，而不应该解释为对本发明的范围的硬性限制。因此，范围的描述应当认为已经具体公开了所有可能的子范围以及在该范围内的单个数值。例如，1-6的范围的描述应当认为已经具体公开了子范围如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，以及在该范围内，例如，1、2、3、4、5和6的各个数。不论范围的宽度如何，这都适用。

每当在本文中指出数值范围，意味着包括所指示范围内的任何引用的数(分数或整数)。短语“范围为/处于第一指示数字和第二指示数字之间的范围内”以及“范围为/处于从第一指示数字“到”第二指示数字的范围内”在本文中可互换使用并且意味着包括第一和第二指示数字和其间的所有分数和整数。

如本文所用的术语“方法”是指为了完成给定任务的方式、手段、技术和步骤程序，包括但不限于已知的，或通过化学、药理学、生物学、生物化学和医学领域的从业者由已知方式、手段、技术和步骤程序易于开发的那些方式、手段、技术和步骤程序。

如本文所用的术语“治疗”包括消除、基本上抑制、减缓或逆转病症的进展，基本上改善病症的临床或美学症状或基本上预防病症的临床或美学症状的出现。

如本文所用的术语“烷基”描述了包括直链和支链基团的脂族烃。所述烷基具有1-100个碳原子，而更优选1-50个碳原子。每当本文中陈述数值范围，例如，“1-100”时，这间接表明所述基团，在这种情况下是烷基，可以包含1个碳原子、2个碳原子、23个碳原子等，直至并包括100个碳原子。在本发明的上下文中，“长链烷基”或“高级烷基”是在主链(连续共价连接原子的最长路径)上具有至少10个、或者至少15个、或至少20个碳原子的烷基，并可以包括，例如，10-100、或15-100或20-100或21-100、或21-50个碳原子。“短链烷基”或“低级烷基”具有10个或更少的主链碳。所述烷基可以是取代的或未取代的，正如本文中的定义。

如本文所用的术语“烷基”，还包括饱和或不饱和烃，因此，该术语还包括烯基和炔基。

术语“烯基”描述了一种不饱和的烷基，正如本文中的定义，具有至少2个碳原子和至少1个碳-碳双键。所述烯基可以被一个或多个如本文以上所述的取代基取代或是未取代的。

术语“炔基”，正如本文中的定义，是一种具有至少2个碳原子和至少1个碳-碳三键的不饱和烷基。所述炔基可以被一个或多个如本文以上所述的取代基取代或是未取代的。

术语“环烷基”或“环烷烃”描述了一种全碳单环或稠环(即，共享相邻的碳原子对的环)基团，其中一个或多个环不具有完全共轭的π电子系统。所述环烷基基团可以是取代的或未取代的，如本文所示。

术语“芳基”或“芳族的”描述了一种具有完全共轭的π电子系统的全碳单环或稠环多环(即，共享相邻的碳原子对的环)基团。所述芳基团可以是取代的或未取代的，如本文所示。

术语“烷氧基”同时描述-O-烷基和-O-环烷基，正如本文中的定义。

术语“芳氧基”描述-O-芳基，正如本文中的定义。

在本文通式中每个烷基、环烷基和芳基可以被一个或多个取代基取代，由此每个取代基团可以独立地是，例如，卤素、烷基、烷氧基、环烷基、烷氧基、硝基、胺、羟基、巯基、硫代烷氧基、硫代羟基、羧基、酰胺、芳基和芳氧基，这取决于取代基及其在分子中的位置。也设想了其它取代基。

术语“卤化物”、“卤素”或“卤代”描述了氟、氯、溴或碘。

术语“卤代烷基”描述如本文中定义的烷基，进一步被一个或多个卤素取代。

术语“羟基”或“羟基”描述了-OH基团。

术语“巯基”或“硫醇”描述了-SH基团。

术语“硫代烷氧基”既描述了-S-烷基基团，又描述了-S-环烷氧基基团，正如本文中的定义。

术语“硫代芳氧基”既描述了-S-芳基，又描述了-S-杂芳基，正如本文中的定义。

术语“胺”描述了-NR'R”基团，其中R'和R”如本文中所述。

术语“杂芳基”描述了在环(多个)中具有一个或多个原子如，例如，氮、氧和硫，并另外具有完全共轭的π电子系统的单环或稠环(即，共享相邻原子对的环)基团。杂芳基的实例，但不限于此，包括吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉和嘌呤。

术语“杂脂环基”或“杂环基”描述了在环(多个)中具有一个或多个原子如氮、氧和硫的单环或稠环基团。这些环也可以具有一个或多个双键。然而，所述环并不具有完全共轭的π电子系统。代表性的实例是哌啶、哌嗪、四氢呋喃、四氢吡喃、吗啉等。

术语“羧基”或“羧酸酯”描述了-C(＝O)-OR'基团，其中R'是氢、烷基、环烷基、烯基、芳基、杂芳基(通过环碳键合)或杂脂环基(通过环碳键合)，正如本文中的定义。

术语“羰基”描述了–C(＝O)-R'基团，其中R'正如本文中以上的定义。

以上的术语还涵盖其硫代衍生物(硫代羧基和硫代羰基)。

术语“硫代羰基”描述了-C(＝S)-R'基团，其中R'正如本文中以上的定义。

“硫代羧基”基团描述了-C(＝S)-OR'基团，其中R'正如本文中的定义。

“亚磺基”基团描述了-S(＝O)-R'基团，其中R'正如本文中的定义。

“磺基”或“磺酸酯”基团描述了-S(＝O)₂-R'基团，其中Rx如本文中的定义。

“氨基甲酸基”或“氨基甲酸酯”基团描述了-OC(＝O)-NR'R”基团，其中R'正如本文中的定义而R”正如对于R'的定义。

“硝基”基团是指-NO₂基团。

“氰基”或“腈”基团是指-C≡N基团。

正如本文中所用的术语“叠氮”是指–N₃基团。

术语“磺酰胺”是指-S(＝O)₂-NR'R”基团，而R'和R”正如本文中的定义。

术语“磷酰基”或“磷酸酯”描述了-O-P(＝O)(OR')₂基团，而R'正如本文中以上的定义。

术语“氧膦基”描述了-PR'R”基团，而R'和R”正如本文中以上的定义。

术语“烷芳基”描述了被如本文中所述的芳基取代的如本文中定义的烷基。示例性烷芳基是苄基。

术语“杂芳基”描述了环(多个)中具有一种或多个原子，例如，氮、氧和硫并另外具有完全共轭的π电子系统的单环或稠环(即，共享相邻原子对的环)基团。杂芳基团的实例包括，但不限于，吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉和嘌呤。所述杂芳基团可以被一个或多个本文以上所述的取代基取代或未取代的。代表性的例子是噻二唑、吡啶、吡咯、噁唑、吲哚、嘌呤等。

如本文所用的术语“卤代”和“卤化物”，其在此互换称谓，描述了卤素的原子，即氟、氯、溴或碘，在本文中也称为氟化物、氯化物、溴化物和碘化物。

术语“卤代烷基”描述了如上述所定义的通过一个或多个卤素进一步取代的烷基基团。

应该理解的是，本发明的某些特征，为清楚起见描述于独立实施方式的上下文中，其也可以组合提供于单个实施方式中。相反，本发明的各种特征，为了简洁而描述于单个实施方式的上下文中，其也可以单独提供或以任何合适的子组合或按照合适提供于本发明的任何其它描述的实施方式中。各种实施方式的上下文中描述的某些特征不应该认为是那些实施方式的基本特征，除非所述实施方式没有这些元素不起作用。

上文描述的和在以下权利要求部分中要求保护的本发明的各种实施方式和各方面在以下实施例中找到实验支持。

实施例

现在参考以下实施例，其连同上面的描述一起，以非限制性的方式举例说明本发明。

实施例1

热蒸发的蜡的样品制备

材料:

200nm用1-十一硫醇(CH₃(CH₂)₁₀SH)SAM(纯度98％)改性的金膜购自法国Sigma-Aldrich。

(100)硅晶片购自Si-Mat，silicon materials(德国)。

显微镜载玻片购自Marienfeeld(德国)。

不锈钢基底获自农业研究机构—沃卡尼中心(Agricultural ResearchOrganization-the Volcani Center)。

200nm经由PVD沉积于Si晶片上的金膜购自Si-Mat，silicon materials(德国)。

正烷烃三十六烷石蜡(C₃₆H₇₄)、正烷烃四十烷石蜡(C₄₀H₈₂)、正烷烃四十四烷石蜡(C₄₄H₉₀)和正烷烃五十烷石蜡(C₅₀H₁₀₂)购自Sigma-Aldrich(法国)。氟化蜡(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)购自Sigma-Aldrich(法国)。氟化蜡全氟二十烷购自Alfa Aesar。

样品制备：

通用方法与步骤：经由基底表面上沉积蜡(例如，石蜡或氟化蜡，正如本文中所述)制备这些膜。蜡通过热蒸发沉积。

示例性系统如图1中所示。基底样品12放置于真空室10中，放置于置于装有蜡16(例如，40-50mg蜡)的坩埚18之上的固定架14(例如，10-12cm)上。真空(例如，约10^-4毫巴)产生于所述室中。蜡通过施加电流脉冲在约200℃的坩埚温度蒸发。在蒸发后，样品放置于，范围为90℃至深冷冻(-30℃)之间的不同温度。

在示例性的方法与步骤中，通过在不同的基底上沉积以下蜡而制备膜：正烷烃三十六烷石蜡(C₃₆H₇₄)、四十烷石蜡(C₄₀H₈₂)、四十四烷石蜡(C₄₄H₉₀)和五十烷石蜡(C₅₀H₁₀₂)。经过测试的蜡通过经由Bio-Rad Polaron Division涂覆系统热蒸发而沉积于以下基底上：200nm经由1-十一烷(CH₃(CH₂)₁₀SH)SAM改性的金膜、(100)硅晶片和显微镜载玻片。将样品放置于在10^-4毫巴的真空室中装有40-50mg所选蜡的坩埚之上10-12cm放置的固定架上。蜡通过施加电流脉冲在约200℃的坩埚温度蒸发。在蒸发之后，样品置于不同温度：25℃(室温(R.T.))、4℃(冰箱)、-30℃(深度冷冻)、和40℃(MRC-1410DIG炉，空气中)。

在其它示例性方法与步骤中，通过在以下基底：(100)硅晶片、显微镜载玻片、200nm沉积于Si晶片上的金膜和不锈钢上沉积以下氟化蜡：全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)和全氟二十烷(CF₃(CF₂)₁₈CF₃)。将样品放置于在10^-4毫巴的真空室中装有40-50mg氟化蜡的坩埚之上10-12cm放置的固定架上。氟化蜡通过施加电流脉冲在约200℃的坩埚温度下蒸发。

实施例2

热蒸发蜡的样品表征

材料和方法

XRD 测定：

通过采用Cu阳极密封管的XRD(Philips PW3710X射线衍射仪)进行非氟化蜡粉末和晶体薄膜的结构和微观结构的表征。

在基底的沉积之后，通过采用Cu阳极密封管的XRD(Rigaku，SmartLab，X-射线衍射仪)进行氟化蜡粉末和结晶薄膜的结构和微观结构的表征。

时间分辨X-射线测量在非氟化蜡涂覆的样品上按照1小时的间隔采用Cu阳极密封管(Philips PW3710X射线衍射仪)进行3天的持续时间。

通过使用基底(例如，单晶硅基底和/或金层)的位置进行峰位置校正。峰迁移对应于初始压缩应变由于沉积所致的松弛。由于薄膜在室温的热蒸发向膜中引入了应变，因此应变ε使用以下公式由衍射峰的迁移进行计算：

ε＝(d_m–d₀)/d₀，

其中d_m和d₀分别是所测定的d-间距和未应变的d-间距[Pokroy，B.etal.Nat.Mater.2004，4，900]。

晶体尺寸由XRD衍射峰的加宽(即，相干散射区块的尺寸)确定，并根据以下公式进行计算：

L＝2d(tanθ_B)/W_L

其中，W_L是衍射峰的洛伦兹宽度，d是相关于衍射峰的d-间距，而θ_B是布拉格衍射角。

使用March–Dollase方法，根据以下公式确定膜优选取向的百分比：

η＝100％[(1-r)³/(1-r³)]^1/2

其中r＝[sin²α/((κ/κp)^2/3-cos²α)]^1/3；α是优选取向平面和对照平面之间的角度，而k和kp分别是所考虑的两个平面之间的观察的和随机粉末强度比率。

非氟化蜡晶体生长的机理在室温下通过进行50小时内室温原位XRD进行检测并对保持于不同温度(R.T.、-30℃、4℃和40℃)的样品重复时间依赖性的润湿性和粗糙度测试。

时间分辨的原位XRD测定也对保持于90℃的升高温度持续60小时的持续时间的全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)涂覆的样品采用1小时的间隔经由Rigaku，SmartLab，X射线衍射仪进行。

SEM 测定：

表面成像采用扫描电子显微镜(SEM；FEI E-SEM Quanta 200)进行。

在沉积之后在不同时间记录高分辨率SEM(HR-SEM；Zeiss Ultra plus HR-SEM)和光学(Olympus BX51显微镜和配备Olympus SC30相机的Olympus)显微镜图像。

接触角测定:

表面的可润湿性使用水接触角(C.A.)测定采用Attension Theta张力计记录进行表征。水可润湿性测定采用7μL恒定高纯度水液滴体积进行。

油接触角对以下液体：甘油、乙二醇、橄榄油、苯甲酰氯、氯苯、环己烷和十六烷，使用Attension Theta张力计以约8μL液滴进行。

时间依赖性的接触角测定在两周的时间期间内进行。

粗糙度测定:

共焦显微镜(Leica DCM3D)用于粗糙度测定。时间依赖性的测定在具有非氟化蜡涂层用于XRD时间依赖性测定的对应样品上进行。原位时间分辨的共聚焦显微镜用于160小时的持续时间内恒定100μm×100μm面积内表面粗糙度变化的观察。形态学图像每小时采集。这些实验涵盖了本文以上所述的时间依赖性XRD测定相同的持续时间和时间间隔。

类似的时间依赖性测定对涂有氟化蜡保持于90℃的温度60小时期间内的样品进行。这些实验通过90℃60小时的期间内以1小时的时间间隔进行的时间依赖性XRD测定得以支持。

实验结果

XRD 测定：

正如图2A中能够看出，XRD测定已证实了沉积于Si和Au基底上的示例性C₂₄F₅₀氟化蜡膜的高度优选取向。类似的结果在一旦将氟化蜡热蒸发于玻璃基底上时而获得(数据未显示)。这种优选取向在热蒸发氟化蜡后立即观察。正如图2B中所示，优选的取向在室温保持2周的样品中随时间保持稳定。为了参考，图2C证实在各种表面中观察到的强优选取向已经热蒸发了其中沉积的石蜡。

SEM 测定：

图3A-图3B示出了沉积之后立即采集的硅基底(图3A)和具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃的Au基底(通过PVD在Si晶片上沉积的金膜；图3B)的HR-SEM图像。如图3A和图3B所示，氟化蜡的独特单晶薄片的强刻面阵列对两个基底都进行观察。这些薄片为约100-150nm，并看起来大多数都直立垂直于基底。这样的薄片也对具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃的玻璃基底进行了观察(数据未显示)。

将涂覆的样品保持于升高的温度，使得中等晶体生长。正如图4A和图4B中示例性说明，一旦保持具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃的硅基底于90℃持续40小时，单晶薄片具有125-180nm厚。正如在图4C中的进一步举例说明，保持具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃的硅基底于70℃持续30小时，也致使晶体生长。为了参考，图4D示出了保持于室温具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃的硅基底。

接触角：

表1示出了对于不同液体在具有其上施加的热蒸发石蜡(C₃₆H₇₄(C36)、C₄₀H₈₂(C40)、C₄₄H₉₀(C44)和C₅₀H₁₀₂(C50))和氟化蜡(全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃；C24)和全氟二十烷(CF₃(CF₂)₁₈CF₃)；C20)的硅基底表面上观察的接触角。

表1

图3A(插图)呈现了证实橄榄油滴在具有其上施加热蒸发全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)的硅基底上的高接触角的图像。

正如在表1中呈现的数据中能够看出，其上施加了热蒸发的特征为超过20个碳原子的蜡(氟化的和非氟化的)的表面的超疏水性优于对具有20个碳原子的蜡所获得的超疏水性。

正如在表1中可以进一步看出，具有其上施加热蒸发的具有超过20个碳原子(例如，24个碳原子)的氟化蜡的表面，相比于含有20个碳原子的非氟化蜡和氟化蜡，基本上都表现出卓越的疏油性)。

沉积之后的重结晶：

粗糙度:

RMS粗糙度测定对具有其上施加的热蒸发CF₃(CF₂)₂₂CF₃且保持于各种温度的硅基底进行。所获得的数据指示温度依赖性的表面粗糙化。在90℃(0.78Tm，Tm＝461K)观察到最快的粗糙化率。相比于在80℃20小时的约0.08μm和在70℃20小时的约0.06μm，在保持样品于90℃之后也观察到最显著的生长(约0.4μm)。当保持于90℃的样品放置回25℃时，生长显著降低(数据未显示)。

图5A-图5C分别示出了在其上热蒸发示例性氟化蜡CF₃(CF₂)₂₂CF₃并保持样品于90℃、70℃和80℃的硅基底的RMS粗糙度，这通过共焦显微镜在沉积后的60小时的期间内测定。

正如图5A-图5C中所示，能够观察到两步粗糙化过程：第一个快速步骤出现于第一个20小时期间，而在接下来的30小时期间发生了第二中等粗糙化。进一步的加热由于蜡蒸发导致表面粗糙度略有下降(数据未显示)。

在粗糙化过程的以上所提出的第二阶段，其中发生了中等晶体生长的期间，材料由于蒸发也开始发生损失，例如，正如图4A中可以以空腔的形式观察到，其中假定有助于粗糙度的增加，相比于液滴还足够小而并未损害润湿性能)。

另外，据发现，沉积的样品的平均晶粒尺寸为93nm而在90℃20小时后生长至100nm，平均晶粒尺寸降低至90℃60小时后的90nm。为了获得拟合的衍射峰的洛伦兹峰贡献，将峰曲线拟合成沃伊特函数(Voigt function)，这是高斯和洛伦兹的卷积(Pokroy，B.et al.Nat.Mater.2004，4，900)。长时间加热后晶粒尺寸的降低是蜡蒸发的另一个证据。

接触角：

时间依赖性的接触角测定通过测定水、甘油、乙二醇和十六烷在具有其上热蒸发的全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)并保持于室温持续2周的时间的硅晶片基底上的接触角而进行。所获得的数据表明所测定的接触角具有微小变化，这符合在相同时间段期间内进行的粗糙度测量结果。

其它时间依赖性的接触角测定在保持于90℃的样品上进行。结果列在表2中。

表2

正如表2中可以看出，在随时间测定的接触角中没有观察到显著变化。

共焦测定：

共焦测定测定在室温保持几个星期的期间的样品中表现出随时间推移的不显著晶体生长。在保持于升高的温度(70、80和90℃)的样品中观察到晶体生长，这与表面粗糙度(R.M.S)相应晶体生长是一致的，从初始0.7μm至90℃60小时的一段时间之后的0.9μm(0.78Tm)。

HRSEM 测定：

时间依赖性HRSEM揭示了氟化蜡的强刻面单晶薄片的生长。

正如在图4A-图4C中可以看出，保持热蒸发氟化蜡的样品于升高的温度，导致单晶薄片间距分隔。值得注意的是，尽管晶体生长通常赋予表面粗糙度增加，但是观察到的低晶体密度导致次要贡献于疏油性的增加，如表2中可以看出。

应该进一步注意的是，如在图6A中可以看出，热蒸发的非氟化蜡显示出高晶体密度。尽管如此，以及如表1中所示，这种表面的疏油性显著劣于氟化蜡涂层的表面。

实施例3

抗细菌活性

材料和实验方法

蜡样芽孢杆菌407和ATCC 10987菌株获自Michel Gohar's实验室收藏(labcollection)(INRA，法国)。

绿脓假单胞菌PA14获自Shlomo Sela's实验室菌株收藏(农业研究机构(Agricultural Research Organization)，以色列)。

对于生物膜生成，细菌在LB(溶菌肉汤)培养基中在37℃振荡培养而生长至静止阶段。所产生的培养物接种(稀释1:100)于含有不同基底的无菌聚苯乙烯多孔细胞培养板(multidish)并无搅拌静态接种于新鲜培养基(37℃，595％空气/5％CO₂(v/v)。

为了可视化所构建的生物膜，基底从孔板中取出，用PBS缓冲液洗涤并用FilmTracerTM LIVE/DEAD生物膜活力试剂盒(Molecular Probes，OR)根据生产商的方案进行染色。使用Olympus IX81共焦激光扫描显微镜(CLSM，日本)观察染色的样品。活细胞染成绿色，而死亡的细胞染成红色。染色的样品的荧光发射使用配备488nm氩离子和543nm氦氖激光的Olympus IX81CLSM进行测定。

结果

两种不同的生物膜形成的病原细菌蜡样芽孢杆菌(革兰氏阳性)和绿脓假单胞菌(革兰氏阴性)，其经常在临床和工业装置中遇到，对其在具有其上热蒸发的以下蜡物质的玻璃基底上形成生物膜的能力进行测试：C₂₄F₅₀、C₃₆H₇₄、C₄₀H₈₂和C₄₄H₉₀。

所获得的数据列于图7A-图7E(对于蜡状芽孢杆菌生物膜形成)和图8A-图8E(绿脓假单胞菌生物膜形成)。

正如图7A-图7E中可以看出，相比于对照玻璃表面，蜡状芽孢杆菌的细胞不能成功地附着于涂有C₂₄F₅₀、C₄₀H₈₂和C₄₄H₉₀的基底上而形成汇合的生物膜。在涂上C₃₆H₇₄的基底上观察到不太显著的生物膜形成抑制作用。

正如在图8A-图8E中可以看出，涂有C₂₄F₅₀和C₄₄H₉₀的基底显著防止了绿脓假单胞菌的生物膜形成。

越来越清晰的是，大部分天然细菌作为表面相关的基质附生的生物膜。细菌以生长的生物膜模式大多免受环境损害和各种抗微生物处理。由于直至现在为止没有有效的技术解决所述生物膜问题，因此本文中所呈现的数据对于微生物学领域是最重要的。

本文呈现的基底因此可以用于改性任何工业或临床表面，从而防止细菌集落形成和生物膜形成。

实施例4

喷涂和浸涂的蜡

通用方法与步骤：

正如本文中定义的氟化蜡按照浓度范围为0.05wt％至溶解度限度或甚至高于溶解度限度(例如，0.1-1wt％或1×10^-5-1×10^-4M)溶于市售氟化溶剂(例如，氯氟烃)中。将所获得的溶液超声处理几分钟(例如，5分钟)。

非氟化蜡溶解于疏水有机溶剂如，例如，己烷、庚烷和/或二甲苯中，浓度范围为0.01至溶解度限度或超过溶解度限度(例如，0.01-50wt％，或1-50wt％，或1-30wt％，而所获得的溶液就此使用或如果需要完全溶解可以进行超声处理。

使用具有压缩空气源的商购气刷(例如，Badger气刷)进行喷涂。在一个典型的工序中，沉积进行每个循环5秒，进行3-6个循环。

通过在室温将样品浸渍于溶液中持续1-100秒(例如，30-60秒)进行浸涂，并在室温于空气中干燥涂覆的样品。

在示例性的工序中，将0.065克全氟十五烷(CF₃(CF₂)₁₃CF₃)溶解于7ml氟化溶剂AK225，AGC Chemicals(CF₃CF₂CHCl₂/CClF₂CF₂CHClF)中；并将0.065克全氟二十四烷(CF₃(CF₂)₂₂CF₃)溶解于10ml相同的氟化溶剂中。

蜡C₃₆H₇₄、C₄₀H₈₂和C₄₄H₉₀每一种以18wt％C₃₆H₇₄和C₄₀H₈₂的浓度和15wt％C₄₄H₉₀的浓度溶解于二甲苯中。

本文以上的Si晶片用于所有的实验中。

如本文中以上喷涂进行5秒×4个循环。

获得的接触角示出于以下表3中，而获得的粗糙度的RMS值示出于以下表4中。

接触角和RMS粗糙度按照本文以上实施例2中所述进行测定。

表3

表4

这些结果进一步证实具有长碳链(超过20个碳原子)的氟化蜡和具有多于40个碳原子的非氟化(石蜡样)蜡优于较短的蜡(氟化的和非氟化的)的卓越性能。

这些结果进一步证明了喷涂和可选的浸涂蜡在改性任何工业或临床表面从而防止细菌集落形成和生物膜形成的前景光明的用途。

具有如本文中所述的那些的喷涂和浸涂蜡的表面的抗细菌和ABF活性通过本文以上实施例3中所述的分析测试方法进行测定。

虽然本发明已经结合其具体实施方式进行了描述，显而易见的是，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，其意在涵盖落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类替代、修改和变化。

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请以其全部内容如同每个单独的出版物、专利或专利申请专门且单独地指明结合于本文中作为参考的相同程度结合于本说明书中作为参考。另外，本申请中任何参考文献的引证或识别不应该解释为承认这种参考文献可作为本发明的现有技术。以使用章节标题的程度，它们不应该解释为必要的限制。

Claims

1.一种物质组合物，包含在其表面上施加了氟化蜡的基底，所述氟化蜡在其骨架链中具有21至50个碳原子，至少10％的所述碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

2.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述氟化蜡包含由24至50个碳原子组成的骨架链。

3.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述氟化蜡是全氟二十四烷CF₃(CF₂)₂₂CF₃。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其特征在于以下各项中的至少一种：

对疏水液体的静态液体接触角为至少50°；和

RMS粗糙度是在其上施加所述氟化蜡之前所述表面的RMS粗糙度的至少5倍。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其中所述氟化蜡是热蒸发的氟化蜡。

6.根据权利要求4所述的物质组合物，其中所述氟化蜡是热蒸发的氟化蜡。

7.根据权利要求5所述的物质组合物，其中所述热蒸发的氟化蜡通过在范围为100-300℃的温度蒸发而沉积于所述基底的所述表面上。

8.根据权利要求6所述的物质组合物，其中所述热蒸发的氟化蜡通过在范围为100-300℃的温度蒸发而沉积于所述基底的所述表面上。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其特征在于表现出优选取向的XRPD。

10.根据权利要求4所述的物质组合物，其特征在于表现出优选取向的XRPD。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其特征在于时间依赖性和/或温度依赖性的RMS粗糙度。

12.根据权利要求4所述的物质组合物，其特征在于时间依赖性和/或温度依赖性的RMS粗糙度。

13.根据权利要求9所述的物质组合物，其特征在于时间依赖性和/或温度依赖性的RMS粗糙度。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其特征在于至少100nm的RMS粗糙度。

15.根据权利要求4所述的物质组合物，其特征在于至少100nm的RMS粗糙度。

16.根据权利要求9所述的物质组合物，其特征在于至少100nm的RMS粗糙度。

17.根据权利要求14所述的物质组合物，其特征在于至少100微米的RMS粗糙度。

18.根据权利要求1-3中任一项所述的物质组合物，其特征在于至少100°的静态液体接触角。

19.根据权利要求18所述的物质组合物，其中所述液体是水并且所述静态液体接触角为至少150°。

20.根据权利要求18所述的物质组合物，其中所述液体是乙二醇并且所述静态液体接触角为至少150°。

21.根据权利要求18所述的物质组合物，其中所述液体是疏水液体。

22.一种制备权利要求1-21中任一项所述的物质组合物的方法，所述方法包括将所述氟化蜡热蒸发于所述基底的所述表面上，由此获得所述物质组合物。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述蒸发在减压下进行。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述蒸发在范围为100℃至300℃的温度进行。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，进一步包括，所述蒸发之后，使所述物质组合物保持于范围为-30℃至90℃的温度。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述保持于所述温度持续范围为10小时至几个月的时间段。

27.一种包括权利要求1-21中任一项所述的物质组合物的制造品。

28.一种制造品，包括在其表面上施加了氟化蜡的基底，所述氟化蜡在其骨架链中具有21至50个碳原子，至少10％的所述碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代，所述制造品被识别为能够抑制、降低或阻滞生物膜形成于所述表面上。

29.根据权利要求28所述的制造品，其中所述氟化蜡在其骨架链中具有24至50个碳原子。

30.根据权利要求28或29所述的制造品，其中所述氟化蜡是全氟二十四烷CF₃(CF₂)₂₂CF₃。

31.一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底的表面上的方法，所述方法包括将氟化蜡施加于所述表面上，所述氟化蜡在其骨架链中具有21至50个碳原子，至少10％的所述碳原子独立地被一个或多个氟化物取代基取代。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述氟化蜡在其骨架链中具有24至50个碳原子。

33.根据权利要求31所述的方法，其中所述氟化蜡是全氟二十四烷CF₃(CF₂)₂₂CF₃。

34.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所述施加通过将所述氟化蜡热蒸发于所述表面上而进行。

35.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所述施加通过将所述氟化蜡和有机溶剂的混合物喷涂于所述表面上而进行。

36.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所述施加通过将所述表面浸渍于所述氟化蜡和有机溶剂的混合物中而进行。

37.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所述基底形成制造品的部件。

38.根据权利要求31-33中任一项所述的方法，其中所述生物膜是细菌生物膜。

39.一种制造品，包括在其表面上施加了由烃蜡组成的膜的基底，所述烃蜡是包括由彼此连接的40、41、42、43、44、46、47、48、49或50个碳原子组成的骨架链的未取代的直链烃，所述制造品被识别为能够抑制、降低或阻滞生物膜形成于所述表面上。

40.根据权利要求39所述的制造品，其中所述生物膜是细菌生物膜。

41.根据权利要求39或40所述的制造品，其中所述烃蜡通过热蒸发所述烃蜡于所述表面上而施加于所述表面上。

42.根据权利要求39或40所述的制造品，其中所述烃蜡通过喷涂所述烃蜡和有机溶剂的混合物于所述表面上而施加于所述表面上。

43.根据权利要求39或40所述的制造品，其中所述烃蜡通过将所述表面浸渍于所述烃蜡和有机溶剂的混合物中而施加于所述表面上。

44.一种抑制、降低和/或阻滞生物膜形成于基底的表面上的方法，所述方法包括在所述表面上施加由烃蜡组成的膜，所述烃蜡是包括由彼此连接的40、41、42、43、44、46、47、48、49或50个碳原子组成的骨架链的未取代的直链烃。

45.根据权利要求44所述的方法，其中所述施加通过热蒸发所述烃蜡于所述表面上进行。

46.根据权利要求44所述的方法，其中所述施加通过喷涂所述烃蜡和有机溶剂的混合物于所述表面上进行。

47.根据权利要求44所述的方法，其中所述施加通过将所述表面浸渍于所述烃蜡和有机溶剂的混合物中进行。

48.根据权利要求44-47中任一项所述的方法，其中所述基底形成制造品的部件。

49.根据权利要求44-47中任一项所述的方法，其中所述生物膜是细菌生物膜。

50.根据权利要求48所述的方法，其中所述生物膜是细菌生物膜。