本申請時申請日為2013年2月22日、申請?zhí)枮?01380023387.6(對應(yīng)的pct申請?zhí)枮閜ct/ep2013/00523)、發(fā)明名稱為“包含氣體的表面覆蓋體、裝置以及使用”的申請的分案申請。

本發(fā)明涉及一種能被載置為與液體接觸的物體用的包含氣體的表面覆蓋體，并且涉及相應(yīng)的裝置和使用。

背景技術(shù)：

從自然界已知，植物和動物的表面當(dāng)浸泡在水中時被水很小程度地潤濕，這是由于下述事實：空氣被保持在表面的結(jié)構(gòu)中，使得植物的或動物的被浸泡部分不被水潤濕。所述表面還可以在漂浮的水生蕨類植物(例如宿生槐葉萍)或水蟲(例如松藻蟲類青岡(notonectaglauca))中被發(fā)現(xiàn)。在層厚大約1μm至大約1mm的表面保持的空氣的幫助下，例如漂浮的水生蕨類植物能夠提高它們的浮力，水蟲能夠使用水下攜帶的空氣供給來呼吸。

然而，由于氣泡的脫離和空氣從保持在植物的或者動物的表面的空氣層溶解在環(huán)境液體中，因此空氣逸出到環(huán)境水中，使得空氣層隨時間放空。然而，由于水蟲和充滿生命力的漂浮的水生蕨類植物的葉子的浸泡時間比耗盡空氣層所需的時間短，所以氣體從空氣層溶解到環(huán)境水中不是問題。

然而，對于技術(shù)應(yīng)用來說，問題在于借助于空氣層持續(xù)地使被浸泡的物體的表面與環(huán)境液體分離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

借助于獨立方案的主題解決所述問題。獨立方案涉及優(yōu)選的實施方式。

根據(jù)一個方面的使用

一個方面涉及氣體保持層的使用，所述氣體保持層被設(shè)計和配置在能夠被浸泡在液體中的物體上，以便當(dāng)所述物體至少局部地浸泡在液體中時通過面向液體側(cè)至少局部地與液體接觸。

其中，保持在氣體保持層的被浸泡區(qū)域中的氣體層將物體的被浸泡區(qū)域和液體至少局部地彼此分離。

有利的可能是借助于氣體保持層用于使實質(zhì)上恒定的氣體體積被保持在物體上預(yù)定的、特別是任意的時間長度，使得所述物體能夠通過所述氣體保持層或者通過由所述層保持的氣體而與包圍所述物體的液體隔開。特別地，以此方式能夠有利地防護所述物體避開腐蝕性液體。另外，有利的可能是在物體和液體之間相對運動的情況下使所述物體的流阻減小。

在本申請的上下文中，所述物體可以是能夠被至少局部地浸泡在液體中的任何固體的物體。換言之，當(dāng)浸泡在液體中時，所述物體不會溶于所述液體并且不會被作用的液體壓力損壞。這里，如果物體浸泡在液體中，液壓可以一方面在所述物體的重心方向從外部作用，如果液體填充在物體的空腔中，則液壓可以另一方面從內(nèi)部作用。本申請的上下文中的示例性物體是船、浮標(biāo)、浮橋、管道、管線、海底電纜、石油鉆井平臺、天然氣鉆井平臺、近海設(shè)施(特別是用于發(fā)電的風(fēng)電場)的地基和暴露于水的部分、水下結(jié)構(gòu)、水下設(shè)施、暴露于液體的測量裝備、海岸線結(jié)構(gòu)、液體用的器皿和管道或它們中的一部分。物體優(yōu)選地包括承受液壓的實質(zhì)上剛性的壁。物體的壁特別優(yōu)選地具有彈性，特別地為可彈性變形的形式。

至少局部地包圍物體或至少局部地填充物體的液體具體地是水(淡水和海水兩者)或者水溶液，不過所述液體還可以包括酒精、烷烴、油、極性和非極性溶劑以及其他有機和無機液體。

氣體保持層可以用于全部地或部分地覆蓋或形成物體的面或表面。這里，氣體保持層可以可拆卸地或不可拆卸地緊固到所述物體。表面覆蓋體優(yōu)選地可以呈物體上的涂層的形式。在將氣體保持層緊固到物體之后，氣體保持層可以形成物體的至少局部的表面或者被認為是物體的一部分。特別地，氣體保持層以使得液體不能在氣體保持層和物體之間通過的方式被安裝到物體。

氣體保持層至少具有面向液體側(cè)和面向物體側(cè)。氣體保持層被設(shè)計為在物體的操作性使用期間使得氣體保持層的氣體被保持為與氣體保持層接觸，其中，借助于所述氣體，氣體保持層的面向液體側(cè)至少部分地、優(yōu)選地全部地與被保持的氣體和液體之間的接觸表面或界面(液-氣界面)間隔開。在本申請的上下文中，由氣體保持層保持的氣體不是氣體保持層的或物體的一部分，而是包括氣體保持層和保持在氣體保持層上的氣體的氣體包含層的一部分。換言之，所述被保持的氣體由氣體保持層固定，有利地使得被保持的氣體不上升到液面并且不被液體流夾帶。

氣體保持層可以具有基部或基部層片，所述基部或基部層片優(yōu)選地具有諸如突起、突出元件和/或材料去除凹部等被特別地設(shè)計從而保持氣體的結(jié)構(gòu)元件，并且所述結(jié)構(gòu)元件優(yōu)選地與基部形成一體?；靠梢允蔷W(wǎng)狀形式或呈封閉的層片的形式。

氣體保持層相應(yīng)地也具有位于包含在氣體保持層中的氣體和固體材料之間的接觸表面。氣體保持層的面向液體側(cè)或面向氣體側(cè)優(yōu)選地為疏水形式或涂覆有疏水性材料。在本申請的上下文中，表述“疏水”與“液體排斥”，也就是說“疏液”含義相同。表述“疏水”適時地暗示了液體是水或水溶液或通常是極性溶劑。然而，不言而喻的是所接觸的液體的選擇是重要的。如果所接觸的液體是例如烷烴，表述“疏水”也被理解為“疏烷烴”。

表面或材料是否液體排斥這一問題可以基于液滴在材料表面上的接觸角來確定。液體和固體之間的接觸角的大小在這種情況下依賴于接觸面處的液體和固體之間的相互作用。所述相互作用越弱，接觸角越大。親水性固體與液體的特別地與水的表面的接觸角包括從大約0°到大約90°的接觸角，特別地小于80°的接觸角。大約90°或更大的接觸角出現(xiàn)在疏水性固體的情況中。具有與液體特別地與水的接觸角大幅度地大于90°、特別地160°或更大的接觸角的固體被稱為超疏水性。表述“疏水性”于是還包含材料是“超疏水性”的優(yōu)選情況。

本發(fā)明的主題特別地涉及親水性和疏水性區(qū)域和/或元件的共存。于是在本發(fā)明的上下文中，特別地是如下情況：第一元件因為第二親水性元件而被區(qū)別為疏水性，即使根據(jù)關(guān)于與液體的接觸角的上述絕對標(biāo)準(zhǔn)，第一元件和第二元件兩者都應(yīng)該被分類為疏水性或親水性，第一元件也比第二元件更疏水。換言之，相對疏水性元件或相對疏水性區(qū)域被認為是疏水的，并且相對親水性也就是說較不疏水性的元件或相對親水性區(qū)域被認為是親水性的。換言之，在本發(fā)明的上下文中，表述疏水性和親水性能夠描述相對疏水性或疏水性對比。

在操作性使用期間，氣體保持層可以例如被供以空氣、二氧化碳或一些其他氣體。

氣體保持層優(yōu)選地在面向液體側(cè)上至少局部地具有材料去除凹部和/或壓凹部。氣體保持層的表面可以優(yōu)選地在材料去除凹部和/或壓凹部區(qū)域具有疏水性形式。例如，氣體保持層的材料可以由疏水性材料組成?？蛇x地，氣體保持層可以包括親水性材料，所述親水性材料局部設(shè)置有疏水性涂層。特別地，疏水性涂層可以僅形成在材料去除凹部或壓凹部的壁上。氣體保持層特別優(yōu)選地至少局部由多孔材料組成，其中材料去除凹部或壓凹部由連接到表面的孔形成。

氣體保持層優(yōu)選地在面向液體側(cè)至少局部地具有突起或突出元件，其中氣體保持層的表面在突起或突出元件區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是疏水的。突出元件之間的間距被便利地制成使得液滴不能被布置在突出元件之間的尺寸。液體的各個液滴有利地通過多個突出元件攜帶，使得液體和位于突出元件之間的氣體之間的界面實質(zhì)上呈突出元件的包絡(luò)線的形式。特別地，兩個相鄰的突出元件之間的間距可以是大約50μm到大約500μm，優(yōu)選地大約100μm到大約200μm。

突起或突出元件優(yōu)選地具有親水性的并且被突起或突出元件的疏水性表面區(qū)域包圍的中央表面區(qū)域。液體和氣體之間的界面有利地位于具有親水性形式的區(qū)域處。以此方式，進一步有利地實現(xiàn)了防止氣泡由于液體的流動而脫離。

氣體保持層優(yōu)選地通過流體不可滲透的分隔物分成多個子區(qū)域(也稱為隔間)。分隔物(42)優(yōu)選地至少局部地或全部地具有親水性形式或至少局部地或全部地設(shè)置有親水性表面。流體被理解為意思是氣體、液體以及氣液混合物。因此，分隔物防止液體或氣體在相鄰子區(qū)域之間流動。有利的是下述情況：在兩個相鄰子區(qū)域之間存在壓差的情況下，分隔物防止氣體從一個子區(qū)域流出到相鄰的子區(qū)域，結(jié)果使與所接觸的液體有關(guān)的流阻局部地增大，相對地，多余氣體從氣體所流入的子區(qū)域被釋放到液體中。

分隔物可以優(yōu)選地形成單一件或與氣體保持層的其他元件一起形成一體。對于多個疏水性突出元件來說進一步優(yōu)選的是在氣體保持層的所有子區(qū)域中位于二維排列中。

氣體保持層優(yōu)選地包括壓印的(embossed)塑料樹脂或壓印的漆。特別地，氣體保持層可以由液體塑料樹脂鑄造成型，其中，優(yōu)選地突出元件與氣體保持層的基部層片和/或與可透氣層形片一體地形成或成為單一件。特別地，氣體保持層的基部層片可以等同于可透氣層片。氣體保持層特別優(yōu)選地借助于塑料樹脂或漆間接或直接形成在可浸泡物體的壁上。特別地，氣體保持層能夠用于實現(xiàn)物體的表面涂層或表面密封。

氣體保持層優(yōu)選地至少局部涂覆有聚四氟乙烯(ptfe)或其衍生物，其中還已知聚四氟乙烯的商標(biāo)名稱是特氟龍。特別地，涂層還可以包括聚四氟乙烯或其他材料的微米顆?；蚣{米顆粒。包括聚四氟乙烯的涂層有利地作用為疏水層或用作為抗粘著劑，從而防止液體或固體粘著到氣體保持層。氣體保持層的涂層優(yōu)選地大約0.15nm到大約500nm厚。

液體優(yōu)選地為水，物體優(yōu)選地為當(dāng)處于操作位置時壁被至少局部地浸泡在水中的水運工具。

下述情況是有利的：水特別是海水至少局部地不能潤濕水運工具的壁，以保護水運工具不受水的影響。水運工具可以例如是船、鉆井平臺或浮標(biāo)。水的影響特別地指的是水運工具的壁的腐蝕。海水或半咸水由于其鹽成分特別地助長水運工具的壁的腐蝕。由于借助于通過氣體保持層保持其間的氣體而防止水和水運工具的壁之間的接觸，所以也減輕了腐蝕。

進一步的優(yōu)點主要體現(xiàn)在防止了水運工具的壁被生活在水中的有機體污損，所述生活在水中的有機體例如是水藻、貝類、附著甲殼動物和其它。氣體層使得所述有機體難以附著到水運工具的壁。換言之，根據(jù)本發(fā)明的表面覆蓋體具有抗污損作用，其中有利地可能是無需其中的有毒物質(zhì)隨著時間溶解在水里的殺蟲劑。由于有機體在水運工具的壁上的粘著減弱，水運工具的流阻也減小。

下述情況是優(yōu)選的：在氣體保持層之間至少局部地充以氣體以減小水和水運工具之間的流阻。特別地，氣體層可以具有大約10nm到大約10mm，優(yōu)選地從大約500nm到大約3mm，特別地0.1mm到大約3mm的厚度。如果氣體層目的僅用于防腐蝕，則為了獲得防腐蝕作用，即使厚度為大約5nm到大約3mm、優(yōu)選地大約50nm到大約1nm、特別地大約100nm到大約100μm的較薄氣體層也是足夠的。由于氣體層使水運工具的壁不受流經(jīng)的水的干擾，特別地，氣體和水之間的接觸面能夠通過水流變形，從而形成了極為流線型的接觸面，水運工具在行駛經(jīng)過水時的流阻被有利地減小。特別地，由于水運工具和水之間的流阻減小，所以能夠有利地減少水運工具的燃料消耗。

防腐蝕涂層和/或抗污損涂層優(yōu)選地配置在氣體保持層和水運工具的壁之間，其中氣體保持層將防腐蝕涂層和/或抗污損涂層至少局部地與水隔開。

防腐蝕涂層一般形成為水運工具的壁上的油漆面層并且可以包含諸如重金屬等有毒物質(zhì)。通過將氣體保持層配置在防腐蝕涂層和水之間減少或防止了來自防腐蝕涂層的所述有毒物質(zhì)在水中的溶解。以此方式，有利地防止了有毒物質(zhì)對水的污損特別是對海水的污損。特別地，防止重金屬從防腐蝕油漆面層進入水中并且累積在那里的食物鏈中。

可選地或另外地，可以例如以壁上的油漆面層的形式在水運工具的壁上形成抗污損涂層?？刮蹞p涂層一般包括殺蟲劑，也就是能致死粘著在水運工具的壁上的有機體的有毒物質(zhì)。通過將氣體保持層配置在抗污損涂層和水之間減少了或防止了所述有毒物質(zhì)從抗污損涂層溶解在水中。以此方式，有利地防止了殺蟲劑對水的污損特別是對海水的污損。特別地，防止殺蟲劑傷害或殺死生活在水中的有機體，諸如浮游生物，傷害或殺死生活在水中的有機體會破壞水中的食物鏈。

氣體保持層優(yōu)選地被供以污損抑制氣體。為了使累積在水運工具的壁上的有機體缺氧或飽和二氧化碳，污損抑制氣體可以例如包含二氧化碳。所述有機體由此相繼死去而不需要在抗污損涂層中使用有毒物質(zhì)。這有利地減少水被有毒物質(zhì)污損。

物體優(yōu)選地是能夠用液體潤濕的器皿壁并且在所述容器的壁上至少局部地配置氣體保持層。

下述情況是有利的：液體至少局部地不能潤濕器皿壁，從而保護器皿壁免受液體的影響。具有器皿壁的器皿可以例如是箱、管道、反應(yīng)器等。液體的影響特別地指的是器皿壁的腐蝕、液體與器皿壁的化學(xué)反應(yīng)或者包含在液體中的顆粒對器皿壁的機械加載。器皿壁的腐蝕特別地被鹽溶液、鹵水或酸促進。由于液體和器皿壁之間的接觸被配置在其間并且通過氣體保持層保持的氣體所防止，所以腐蝕也被減少。

器皿壁特別優(yōu)選地包括氣體保持層配置于其上的傳感器窗口。因為沒有例如顆?；蛴袡C體等沉淀能夠累積在傳感器窗口上，所以能夠有利地改善傳感器數(shù)據(jù)的檢測。特別地，傳感器窗口和/或氣體保持層是光學(xué)透明的。

防腐蝕涂層優(yōu)選地配置在氣體保持層和器皿壁之間，其中氣體保持層將防腐蝕涂層與液體至少局部地隔開。

防腐蝕涂層一般呈器皿壁上的油漆面層的形式或者通過鍍鋅或陽極電鍍形成，并且可以包含有毒物質(zhì)，諸如重金屬。通過將氣體保持層配置在防腐蝕涂層和液體之間減少了或者防止了所述有毒物質(zhì)從防腐蝕涂層溶解到液體中。以此方式，有利地防止了液體的污損特別是被有毒物質(zhì)污損。特別地，防止了來自防腐蝕涂層的所述物質(zhì)影響器皿內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。

氣體保持層優(yōu)選地從氣體保持層的位于面向液體側(cè)的相反側(cè)的面向物體側(cè)被充以氣體。

可透氣層片優(yōu)選地配置在氣體保持層的面向物體側(cè)上。換言之，可透氣層片可以配置和/或緊固到氣體保持層的面向物體側(cè)上。可選地，可透氣層片也可以與氣體保持層形成為單一件或者可以是氣體保持層的整體的組成部分。氣體能夠經(jīng)由可透氣層片的面向液體側(cè)被供給到氣體保持層，可透氣層片的面向液體側(cè)可以與氣體保持層的面向物體側(cè)接觸。換言之，可透氣層片可以透過氣體，特別地在取向為垂直于氣體保持層的面向物體側(cè)的方向上可以透過氣體。

可透氣層片優(yōu)選地呈液體不可透過層片和/或疏水性層片的形式。例如如果液體壓力暫時地大于可透氣層片的氣體壓力，液體有利地在物體方向上不能流過可透氣層片。換言之，可透氣層片抵制水和其他極性溶劑，由此有利地防止所述極性溶劑進入可透氣層片。

氣體供給裝置優(yōu)選地連接到可透氣層片使得氣體能夠從氣體供給裝置經(jīng)由可透氣層片流到氣體保持層。

有利地，借助于氣體供給裝置并且經(jīng)由可透氣層片將氣體供給到氣體保持層是可能的。特別地，將至少從氣體保持層逸出到環(huán)境液體中的氣體量供給到氣體保持層中是可能的。以此方式，有利地，將實質(zhì)上恒定的氣體體積保持在氣體保持層內(nèi)任何期望的時間長度是可能的，由此物體和環(huán)境液體能夠借助于氣體保持層中的氣體而被長期不變地隔開。

可以借助于連接到可透氣層片的氣體供給裝置提供氣體。氣體供給裝置可以優(yōu)選地是具有連續(xù)的孔隙的多孔材料的層片，使得氣體能夠從氣體供給裝置經(jīng)由可透氣層片流到氣體保持層。

可透氣層片優(yōu)選地包括紡織品或無紡布、絮凝物材料、多孔陶瓷、多孔金屬、聚合物或金屬纖維組成的氈、和/或金屬絲網(wǎng)。可透氣層片可以例如由聚合物纖維織成或由聚合物纖維組成的氈或無紡布所組成。聚合物組成的可透氣層片可以特別地通過層疊連接到氣體保持層?？赏笟鈱悠梢钥蛇x地或另外地包括金屬絲組成的織物，所述金屬絲特別地是耐腐蝕金屬絲，例如不銹的高級鋼絲，由此有利地獲得了高水平的耐機械撕拉性和耐紫外輻射和耐化學(xué)影響性?？蛇x地，可透氣層片還可以包括絮凝物材料，例如聚合物絮凝物或特別地由發(fā)泡材料組成的彈性體絮凝物。以此方式能夠有利地減小可透氣層片的重量。進一步，可透氣層片可以優(yōu)選地包括燒結(jié)材料，諸如由金屬顆粒組成的多孔燒結(jié)材料?？赏笟鈱悠梢詢?yōu)選地通過粘著劑連接到氣體保持層。可選地，氣體保持層和可透氣層片可以通過焊接特別是超聲焊接(超聲焊)彼此連接。氣體保持層和可透氣層片特別優(yōu)選地例如通過(連續(xù)的)成型或鑄造處理由聚合物形成為彼此一體。

可透氣層片優(yōu)選地呈多孔半透膜形式?？赏笟鈱悠梢蕴貏e地呈由聚合物組成的可透氣金屬薄片(foil)的形式?？赏笟饨饘俦∑梢岳缇哂写蠹s0.5μm至5μm的厚度。以此方式可以提供具有小厚度和低重量的表面覆蓋體。特別地，聚合物組成的金屬薄片能夠通過層疊連接到氣體保持層。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈配置在可透氣層的面向物體側(cè)上的可透氣層的形式。特別地，氣體供給裝置也可以包括具有連續(xù)的孔的多孔材料。經(jīng)由氣體供給裝置的氣體滲透率便利地高于經(jīng)由可透氣層片的氣體滲透率。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈通氣組織的形式。通氣組織是水生植物中允許氣體運輸和氣體存儲的空氣通道結(jié)構(gòu)。特別地，表述“通氣組織”被理解為其中細胞間隙大到形成真實的“空氣通道結(jié)構(gòu)”的植物根莖結(jié)構(gòu)形式。這特別地在沼澤植物和水生植物中遇到，并且用于被浸泡的植物器官的氣體交換。

換言之，氣體供給裝置呈氣體貯藏室的形式，使得利用升高的液體壓力，氣體能夠經(jīng)由可透氣層片被移回氣體供給裝置中并且存儲在氣體供給裝置，以使得在液體壓力降低的情況下，氣體能夠經(jīng)由可透氣層片再次移入氣體保持層。氣體供給裝置例如可以具有其中能夠存儲氣體的多孔材料。進一步，所述材料可以彈性地膨脹，使得體積隨著升高的氣壓而增大，并且由于所述材料的彈性力，氣體能夠被強制通過可透氣層片進入氣體保持層。對于氣體供給裝置的與氣體接觸的內(nèi)壁來說進一步優(yōu)選地是至少局部地具有疏水性形式。對于來自氣體保持層的氣體來說，在液體壓力波動的情況下，有利地可能是所述氣體暫時存儲在氣體供給裝置中而不是從氣體保持層釋放。

氣體保持層優(yōu)選地從氣體保持層的面向液體側(cè)充以氣體。

優(yōu)選的是設(shè)置至少一個排氣裝置，所述排氣裝置在氣體保持層的面向液體側(cè)具有排氣開口，其中設(shè)置了連接到排氣裝置的氣體供給裝置，其中由氣體供給裝置提供的氣體流出排氣裝置并且至少部分地由氣體保持層接收。

排氣裝置優(yōu)選地延伸通過氣體保持層。換言之，排氣裝置的排氣開口配置在氣體保持層的面向液體側(cè)。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈配置在可透氣層的面向物體側(cè)上的可透氣層的形式。氣體供給裝置特別優(yōu)選地呈通氣組織的形式。氣體供給裝置有利地能夠以簡單方式流體連接到多個排氣裝置，其中排氣裝置可以特別地以規(guī)則或不規(guī)則方式配置在一區(qū)域上。

根據(jù)一個方面的水運工具

一個方面涉及的水運工具具有：

-壁，所述壁在所述水運工具處于操作位置時至少局部地浸泡在水中，其中，至少局部的氣體保持層被配置于所述壁的面朝所述水的側(cè)面；并且具有：

-可透氣層片，所述可透氣層片被配置在位于所述氣體保持層和所述壁之間的所述面向水側(cè)的相反側(cè)的面向壁側(cè)；

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置以使得氣體能夠經(jīng)由所述可透氣層片從所述氣體供給裝置流到所述氣體保持層的方式連接到所述可透氣層片，或者具有：

-至少一個排氣裝置，所述排氣裝置在所述氣體保持層的所述面向水側(cè)具有排氣開口；

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置連接到所述排氣裝置，其中由所述氣體供給裝置提供的氣體能夠流出所述排氣裝置并且能夠由所述氣體保持層至少部分地接收。

優(yōu)選的是，防腐蝕涂層和/或抗污損涂層配置在所述氣體保持層和所述水運工具的壁之間，其中，所述氣體保持層將所述防腐蝕涂層和/或所述抗污損涂層與所述水至少局部地隔開。

所述氣體保持層優(yōu)選地能夠被供給污損抑制氣體。

一個方面涉及的液體器皿包括：

-器皿壁，其能夠被液體至少局部地潤濕，其中，至少部分的氣體保持層配置在所述器皿壁的面朝所述液體的側(cè)面；以及包括：

-可透氣層片，所述可透氣層片被配置在所述氣體保持層和所述器皿壁之間的位于所述面向水側(cè)的相反側(cè)的面向壁側(cè)；以及

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置以使得氣體能夠經(jīng)由所述可透氣層片從所述氣體供給裝置流到所述氣體保持層的方式連接到所述可透氣層片，或者具有：

-至少一個排氣裝置，所述排氣裝置在所述氣體保持層的所述面向液體側(cè)具有排氣開口；以及

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置連接到所述排氣裝置，其中，由所述氣體供給裝置提供的氣體能夠流出所述排氣裝置并且能夠由所述氣體保持層至少部分地接收。

優(yōu)選的是，防腐蝕涂層被配置在所述氣體保持層和所述液體器皿的所述壁之間，其中，所述氣體保持層將所述防腐蝕涂層與所述液體至少局部地隔開。

根據(jù)一個方面的表面覆蓋體

一個方面涉及物體用的能夠被載置為與液體接觸的表面覆蓋體，包括：

-至少部分的氣體保持層，所述氣體保持層被設(shè)計和配置為至少局部地通過面向液體側(cè)與所述液體接觸；

-可透氣層片，其被配置在所述氣體保持層的位于所述面向液體側(cè)的相反側(cè)的面向物體側(cè)，或者所述可透氣層片與所述氣體保持層形成為一體；

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置以使得氣體能夠經(jīng)由所述可透氣層片從所述氣體供給裝置流到所述氣體保持層的方式連接到所述可透氣層片。

有利的是能夠借助于氣體供給裝置并且經(jīng)由可透氣層片將氣體供給到氣體保持層。特別地，可能的是至少從氣體保持層逸出到環(huán)境液體中的氣體量被供給到氣體保持層。以此方式，有利的是實質(zhì)上恒定的氣體體積能夠被保持在氣體保持層中任意期望的時間長度，由此物體和環(huán)境液體能夠借助于氣體保持層中的氣體而被長期不變地隔開。特別地，以此方式能夠有利地保護物體不受腐蝕液體腐蝕。進一步，有利的是能夠減小在物體和液體之間的相對運動情況下物體的流阻。

在本申請的上下文中，能夠被載置為與液體接觸的物體可以是能夠被至少局部地浸泡在液體中的任何固體。換言之，當(dāng)浸泡在液體中時，所述物體不會溶于所述液體并且不會被作用的液體壓力損壞。這里，如果物體浸泡在液體中，液體壓力可以一方面在所述物體的重心方向上從外部作用，如果液體填充在物體的空腔，則液體壓力可以另一方面從內(nèi)部作用。本申請的上下文中的示例性物體是船、浮標(biāo)、浮橋、海岸線結(jié)構(gòu)、器皿、液體用管道。

物體優(yōu)選地包括承受液體壓力的實質(zhì)上剛性的壁。物體的壁特別優(yōu)選地具有彈性，特別地具有可彈性變形的形式。

在本申請的上下文中，表述“彈性的”特別地包括物體的壁能夠在諸如液體壓力的外力作用下變形，其中當(dāng)外力停止作用時，所述變形實質(zhì)上完全恢復(fù)，也就是說物體在外力作用之后實質(zhì)上回復(fù)到其原始形狀或位置。

至少局部地包圍物體或填充物體的液體可以特別地包括水(淡水和海水兩者)以及水溶液，不過所述液體還可以包括酒精、烷烴、油、極性和非極性溶劑以及其他有機和無機液體。

表面覆蓋體可以全部或部分地覆蓋物體的面或表面。進一步，表面覆蓋體可以可拆卸地或不可拆卸地緊固到物體。特別地，表面覆蓋體可以呈物體上的涂層的形式。在將表面覆蓋體緊固到物體之后，表面覆蓋體能夠被認為是物體的一部分。

至少部分氣體保持層具有面向液體側(cè)和面向物體側(cè)。氣體保持層被設(shè)計為使得在物體或表面覆蓋體的操作性使用期間，氣體保持層的氣體被保持為與氣體保持層接觸，其中，借助于氣體，氣體保持層的面向液體側(cè)至少部分地，優(yōu)選地完全地與被保持的氣體和液體之間的接觸面或界面(液氣界面)間隔開。在本申請的上下文中，由氣體保持層保持的氣體不是氣體保持層的一部分或表面覆蓋體的一部分而是包括氣體保持層和保持在其上的氣體的氣體包含層的一部分。換言之，所述被保持的氣體通過氣體保持層固定，使得有利地是，所述氣體不上升到液體表面并且不被液體流夾帶。

氣體保持層可以具有基部或基部層片，所述基部或基部層片優(yōu)選地具有諸如突起、突出元件和/或材料去除凹部等被特別地設(shè)計從而保持氣體的結(jié)構(gòu)元件，所述結(jié)構(gòu)元件優(yōu)選地與基部形成一體?；靠梢允蔷W(wǎng)狀形式或呈封閉的層片的形式。

氣體保持層相應(yīng)地也具有位于包含在層中的氣體和固體材料之間的接觸表面。氣體保持層的面向液體側(cè)或面向氣體側(cè)具有疏水性形式或可以涂覆有疏水性材料。在本申請的上下文中，表述“疏水”與“液體排斥”，也就是說“疏液”含義相同。表述“疏水”適時地暗示了液體是水或水溶液或通常是極性溶劑。然而，不言而喻的是所接觸的液體的選擇是重要的。如果所接觸的液體是例如烷烴，表述“疏水”也被理解為“疏烷烴”。

表面或材料是否是液體排斥的這一問題可以基于液滴在材料表面上的接觸角來確定。液體和固體之間的接觸角的大小在這種情況下依賴于接觸面處的液體和固體之間的相互作用。所述相互作用越弱，接觸角越大。親水性固體與液體的表面特別是與水的表面的接觸角的范圍為從大約0°到大約90°，特別是小于80°。大約90°或更大的接觸角出現(xiàn)在疏水性固體的情況中。具有與液體特別是與水的接觸角大幅度地大于90°、特別是160°或更大的接觸角的固體被稱為超疏水性。表述“疏水性”于是還包含材料是“超疏水性”的優(yōu)選情況。

可透氣層片配置和/或緊固到氣體保持層的面向物體側(cè)?？蛇x地，可透氣層片也可以與氣體保持層形成為單一件或者可以是氣體保持層的整體的組成部分。氣體能夠經(jīng)由可透氣層片的面向液體側(cè)被供給到氣體保持層，可透氣層片的面向液體側(cè)可以與氣體保持層的面向物體側(cè)接觸。換言之，可透氣層片可以透過氣體，特別地在取向為垂直于氣體保持層的面向物體側(cè)的方向上可以透過氣體。

被供給到氣體保持層的氣體可以例如是空氣、氮氣、二氧化碳或一些其他氣體。氣體可以借助于連接到可透氣層片的氣體供給裝置提供。氣體供給裝置優(yōu)選地可以是具有連續(xù)的孔隙的多孔材料層，使得氣體能夠從氣體供給裝置經(jīng)由可透氣層片流到氣體保持層。

可透氣層片優(yōu)選地不可滲透液體，特別地不可滲透水或不可滲透液體。有利的是，氣體能夠從氣體供給裝置與液體壓力相反地流到氣體保持層，但是例如如果液體壓力暫時高于氣體供給裝置中的氣體壓力，則液體不能經(jīng)由可透氣層片在氣體供給裝置的方向上流動。

可透氣層片優(yōu)選地包括紡織品或無紡布、絮凝物材料、多孔陶瓷、多孔金屬、聚合物或金屬纖維組成的氈、和/或金屬絲網(wǎng)。可透氣層片可以例如由聚合物纖維織成或由聚合物纖維組成的氈或無紡布所組成。聚合物組成的可透氣層片可以特別地通過層疊連接到氣體保持層?？赏笟鈱悠梢钥蛇x地或另外地包括金屬絲組成的織物，所述金屬絲特別地是耐腐蝕金屬絲，例如不銹的高級鋼絲，由此有利地獲得了高水平的耐機械撕拉性和耐紫外輻射和耐化學(xué)影響性?？蛇x地，可透氣層片還可以包括絮凝物材料，例如聚合物絮凝物或特別地由發(fā)泡材料組成的彈性體絮凝物。以此方式能夠有利地減小可透氣層片的重量。進一步，可透氣層片可以優(yōu)選地包括燒結(jié)材料，諸如由金屬顆粒組成的多孔燒結(jié)材料?？赏笟鈱悠梢詢?yōu)選地通過粘著劑連接到氣體保持層?？蛇x地，氣體保持層和可透氣層片可以通過焊接特別是超聲焊接(超聲焊)彼此連接。氣體保持層和可透氣層片特別優(yōu)選地例如通過(連續(xù)的)成型或鑄造處理由聚合物形彼此形成為單一件。

可透氣層片優(yōu)選地呈多孔特別是多微米孔或多納米孔半透膜形式?？赏笟鈱悠梢蕴貏e地呈由聚合物組成的可透氣金屬薄片的形式?？赏笟饨饘俦∑梢岳缇哂写蠹s0.5μm至5μm的厚度。以此方式可以提供具有小厚度和低重量的表面覆蓋體。特別地，聚合物組成的金屬薄片能夠通過層疊連接到氣體保持層。

可透氣層片優(yōu)選地呈疏水性或超疏水性層片的形式。換言之，可透氣層片排斥水和其他極性溶劑，由此有利地防止所述極性溶劑進入可透氣層片。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈配置在可透氣層的面向物體側(cè)上的可透氣層的形式。特別地，氣體供給裝置也可以包括具有連續(xù)的孔的多孔材料。經(jīng)由氣體供給裝置的氣體滲透率便利地高于經(jīng)由可透氣層片的氣體滲透率。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈通氣組織的形式。通氣組織是水生植物中允許氣體運輸和氣體存儲的空氣通道結(jié)構(gòu)。特別地，表述“通氣組織”被理解為意味著其中細胞間隙大到形成真實的“空氣通道結(jié)構(gòu)”的植物根莖結(jié)構(gòu)的形式。這特別地在沼澤植物和水生植物中遇到并且用于被浸泡的植物器官的氣體交換。

換言之，氣體供給裝置呈氣體貯藏室的形式，使得利用升高的液體壓力，氣體能夠經(jīng)由可透氣層片被移回氣體供給裝置并且存儲于氣體供給裝置，以使得在液體壓力降低的情況下，氣體能夠經(jīng)由可透氣層片再次移入氣體保持層。氣體供給裝置例如可以是其中能夠存儲氣體的多孔材料。進一步，所述材料可以彈性地膨脹，使得體積隨著升高的氣壓而增大，并且由于所述材料的彈性力，氣體能夠被強制通過可透氣層片進入氣體保持層。對于氣體供給裝置的與氣體接觸的內(nèi)壁來說，進一步優(yōu)選地是至少局部地是疏水性形式。對于來自氣體保持層的氣體來說，有利的是，在液體壓力波動的情況下，所述氣體能夠暫時存儲在氣體供給裝置中而不是從氣體保持層釋放。

氣體保持層優(yōu)選地在面向液體側(cè)上至少局部地具有材料去除凹部和/或壓凹部，其中氣體保持層的表面優(yōu)選地在材料去除凹部和/或壓凹部區(qū)域具有疏水性形式。例如，氣體保持層的材料可以由疏水性材料組成?？蛇x地，氣體保持層可以包括親水性材料，所述親水性材料局部設(shè)置有疏水性涂層。特別地，疏水性涂層可以僅形成在材料去除凹部的壁上或壓凹部的壁上。氣體保持層特別優(yōu)選地至少局部由多孔材料組成，其中材料去除凹部或壓凹部由連接到表面的孔形成。

氣體保持層優(yōu)選地在面向液體側(cè)至少局部地具有突起或突出元件，其中氣體保持層的表面在突起或突出元件的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是疏水性的。突出元件之間的間距被便捷地設(shè)定為使得液滴不能被布置在突出元件之間的尺寸。液體的各個液滴有利地通過多個突出元件攜帶，使得液體和位于突出元件之間的氣體之間的界面實質(zhì)上呈突出元件的包絡(luò)線的形式。特別地，兩個相鄰的突出元件之間的間距可以是大約50μm到大約500μm，優(yōu)選地大約100μm到大約200μm。

突起或突出元件優(yōu)選地具有親水性的并且被突起或突出元件的疏水性表面區(qū)域包圍的中央表面區(qū)域。液體和氣體之間的界面有利地位于為親水性形式的區(qū)域處。以此方式，進一步有利地實現(xiàn)了防止氣泡被液體流脫離。

氣體保持層優(yōu)選地通過流體不可滲透的分隔物分成多個子區(qū)域(也稱為隔間)。流體被理解為意味著氣體、液體以及氣液混合物。因此，分隔物防止液體或氣體在相鄰子區(qū)域之間流動。有利的是下述情況：在兩個相鄰子區(qū)域之間存在壓差的情況下，分隔物防止氣體從一個子區(qū)域流出到相鄰的子區(qū)域并且與所接觸的液體有關(guān)的流阻由此局部地增大，相比之下，多余氣體從氣體所流入的子區(qū)域被釋放到液體中。

分隔物可以優(yōu)選地形成單一件或與氣體保持層的其他元件一起形成一體。對于多個疏水性突出元件來說進一步優(yōu)選的是在氣體保持層的所有子區(qū)域中位于二維排列中。

氣體保持層優(yōu)選地包括壓印的塑料樹脂或壓印的漆。特別地，氣體保持層可以由液體塑料樹脂鑄造成型，其中優(yōu)選地，突出元件與氣體保持層的基部層片和/或與可透氣層片一體成型或成單一件。特別地，氣體保持層的基部層片可以等同于可透氣層片。

氣體保持層優(yōu)選地至少局部涂覆有聚四氟乙烯(ptfe)或其衍生物，其中還已知聚四氟乙烯的商標(biāo)名稱是特氟龍。特別地，涂層還可以包括聚四氟乙烯或其他材料的微米顆粒或納米顆粒。包括聚四氟乙烯的涂層有利地用作疏水層以及用作為抗粘著層，從而防止液體或固體粘著到氣體保持層。氣體保持層的涂層優(yōu)選地大約0.15nm到大約500nm厚。

根據(jù)一個方面的表面覆蓋體

一個方面涉及能夠被載置為與液體接觸的物體用的表面覆蓋體，其包括：

-至少部分的氣體保持層，所述氣體保持層被設(shè)計和配置為至少局部地通過面向液體側(cè)與所述液體接觸；

-至少一個排氣裝置，所述排氣裝置在所述氣體保持層的所述面向液體側(cè)具有排氣開口；

-氣體供給裝置，所述氣體供給裝置連接到所述排氣裝置，其中，由所述氣體供給裝置提供的氣體能夠流出所述排氣裝置并且能夠至少部分地被所述氣體保持層接收。

排氣裝置優(yōu)選地延伸通過氣體保持層。換言之，排氣裝置的排氣開口配置在氣體保持層的面向液體側(cè)。

氣體供給裝置優(yōu)選地呈配置在可透氣層的面向物體側(cè)上的可透氣層的形式。氣體供給裝置特別優(yōu)選地呈通氣組織的形式。氣體供給裝置有利地能夠以簡單方式流體連接到多個排氣裝置，其中排氣裝置可以特別地以規(guī)則或不規(guī)則方式配置在一區(qū)域上。

進一步，如已經(jīng)說明的關(guān)于本發(fā)明的上述方面，在本實施方式中可以類似地提供氣體保持層及其材料去除凹部、壓凹部或突出元件的優(yōu)選特征。

根據(jù)一個方面的裝置

一個方面涉及一種裝置，其包括：

-根據(jù)本發(fā)明的表面覆蓋體，以及

-流體連接到所述表面覆蓋體的氣體供給裝置的氣體源。

氣體源優(yōu)選地可以包括壓縮機、用于存儲氣體的壓力器皿、能夠以足以導(dǎo)致氣體流入氣體保持層的氣體壓力提供氣體的氣體發(fā)生反應(yīng)器或其他裝置。氣體發(fā)生反應(yīng)器優(yōu)選地可以是內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機排出的氣體被用于維持氣體層。

所述裝置優(yōu)選地進一步包括：

-至少一個傳感器裝置，其用于確定表面覆蓋體的氣體保持層中的氣體含量，以及

-調(diào)節(jié)裝置，借助于所述調(diào)節(jié)裝置，能夠從所述至少一個傳感器裝置接收測量數(shù)據(jù)并且所述調(diào)節(jié)裝置基于接收到的測量數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)從氣體源到氣體供給裝置的氣流。

有利的是能夠借助于調(diào)節(jié)裝置在氣體保持層中維持恒定的氣體壓力或恒定的氣體層厚度。優(yōu)選的傳感器裝置因此可以包括壓力傳感器、超聲傳感器和/或用于確定氣體層厚度的傳感器?？蛇x地，也可以提供如下調(diào)節(jié)裝置：采用以預(yù)定的時間間隔將氣體供給到氣體保持層的方式構(gòu)造該調(diào)節(jié)裝置。

根據(jù)一個方面的使用

一個方面涉及根據(jù)本發(fā)明的表面覆蓋體的使用，其中表面覆蓋體至少局部地覆蓋物體的面，其中，在物體通過被表面覆蓋體覆蓋的面至少局部地浸泡在液體中的情況下，氣體層長期不變地將液體和被浸泡的區(qū)域至少局部地彼此分開。

下述情況是有利的：至少局部不能被液體潤濕，從而保護物體避開腐蝕性液體。下述情況是進一步有利的：因為流阻由于氣液界面而減小，所以物體能夠在少費力氣的情況下相對于液體移動。

物體特別地可以是船，從而油耗能夠由于船壁和水之間的流阻減小而有利地減小。進一步，船壁和水之間的氣體層有利地保護船不受腐蝕，特別是在海水中不受腐蝕，并且保護船不受有機體的污損，所述有機體例如是藻類、貝類、船底附著的甲殼動物以及其他有機體。換言之，根據(jù)本發(fā)明的表面覆蓋體具有抗污損作用，其中有利的是，可以不需要其中的有毒物質(zhì)隨著時間溶解在水中的殺蟲劑。

物體的表面優(yōu)選地是水運工具的或配置在水中的結(jié)構(gòu)的壁，或者液體器皿的或液體管道的內(nèi)壁。

根據(jù)一個方面的使用

一個方面涉及根據(jù)本發(fā)明的表面覆蓋體的使用，其中表面覆蓋體至少局部地覆蓋物體的安裝面，其中，在物體通過被表面覆蓋體覆蓋的安裝面被浸泡在液體中的情況下，氣體層將液體和安裝面彼此永久地分開，使得要安裝的第二物體能夠以氣體層至少局部地位于物體和第二物體之間的方式被安裝在安裝面上。

借助于氣體層，有利的是，第二物體能夠安裝在物體上而實質(zhì)上沒有接觸和摩擦。

物體的面優(yōu)選地是孔，所述孔的內(nèi)壁形成安裝表面。于是要安裝的第二物體優(yōu)選地是軸，使得具有表面覆蓋體的物體和軸組成的裝置具有滾珠軸承的作用。

附圖說明

下面將通過示例并基于附圖說明表面覆蓋體的優(yōu)選實施方式，在附圖中：

圖1示出物體上的表面覆蓋體的配置的優(yōu)選實施方式的剖視圖，

圖2示出物體上的優(yōu)選表面覆蓋體的配置的又一實施方式，

圖3示出表面覆蓋體的氣體保持層的優(yōu)選實施方式，

圖4示出氣體保持層的又一優(yōu)選實施方式，

圖5示出表面覆蓋體的又一實施方式，

圖6示出表面覆蓋體的又一實施方式，

圖7示出處于第一狀態(tài)的表面覆蓋體的氣體保持層的又一優(yōu)選實施方式，

圖8示出處于第二狀態(tài)的圖7中所示的實施方式，

圖9示出處于第一狀態(tài)的優(yōu)選表面覆蓋體的氣體保持層的又一實施方式，

圖10示出處于第二狀態(tài)的圖9中所示的實施方式，

圖11示出氣體保持層的又一實施方式，

圖12示出處于不同狀態(tài)的氣體保持層的又一實施方式，

圖13示出疏水性氣體保持纖維的兩個實施方式，

圖14示出疏水性氣體保持纖維的又兩個實施方式，

圖15示出疏水性氣體保持纖維的又一實施方式，

圖16a示出優(yōu)選的氣體保持層的立體圖，

圖16b示出優(yōu)選的氣體保持層的立體圖，

圖16c示出優(yōu)選的氣體保持層的立體圖，

圖16d示出優(yōu)選的氣體保持層的立體圖，

圖17a示出圖16中所示的氣體保持層的平面圖，

圖17b示出又一優(yōu)選氣體保持層的平面圖，

圖17c示出又一優(yōu)選氣體保持層的平面圖，

圖17d示出又一優(yōu)選氣體保持層的平面圖，

圖18示出優(yōu)選的氣體保持層，

圖19示出不同的表面結(jié)構(gòu)，

圖20示出氣體保持層在船壁上的配置，

圖21示出由壓凹部組成的表面結(jié)構(gòu)，

圖22示出具有疏水性涂層的壓凹部組成的表面結(jié)構(gòu)，

圖23示出壁配備有具有氣體保持層的多個塊材的船，

圖24示出具有分隔物42的表面覆蓋體或塊材，

圖25示出塊材或板材，

圖26示出配備有塊材的船壁的剖視圖，

圖27示出作為單級系統(tǒng)和作為兩級系統(tǒng)的氣體保持層，

圖28示出由粗糙表面形成的氣體保持層，

圖29a、圖29b和圖29c示出由粗糙表面形成的氣體保持層，

圖30a和圖30b示出形成在絲狀元件上的氣體保持層，

圖31示出形成在絲狀元件上的氣體保持層，

圖32示出形成在絲狀元件上的氣體保持層，

圖33示出形成在絲狀元件上的氣體保持層。

具體實施方式

圖1示出被設(shè)計為至少局部地浸泡在液體4中的物體的壁2。在壁2的面向液體側(cè)，表面覆蓋體6至少局部地配置于和/或緊固到壁2。

表面覆蓋體6包括至少部分氣體保持層10，氣體保持層10至少局部地通過面向液體側(cè)10a與液體4接觸。表面覆蓋體6進一步包括可透氣層片12，可透氣層片12配置于和/或緊固到位于氣體保持層10的面向液體側(cè)10a的相反側(cè)的面向物體側(cè)10b。在圖1示出的優(yōu)選實施方式中，氣體保持層10和可透氣層片12形成為單一件或一體的。然而，不言而喻的是，氣體保持層10和可透氣層片12可以彼此獨立地形成并連接到彼此或緊固到彼此。

表面覆蓋體進一步包括連接到可透氣層片12的氣體供給裝置14。換言之，氣體供給裝置14和可透氣層片12至少彼此流體連接使得氣體能夠從氣體供給裝置14經(jīng)由可透氣層片12流到氣體保持層10。在圖1示出的實施方式中，氣體供給裝置14呈配置在可透氣層片12和壁2之間的氣體導(dǎo)管的形式。氣體供給裝置14也可以優(yōu)選地呈可透氣特別是多孔層的形式，其中，氣體供給裝置的孔間隙特別優(yōu)選地具有連續(xù)的孔，使得氣體能夠沿著縱向l流經(jīng)氣體供給裝置。以此方式，氣體供給裝置能夠有利地在一區(qū)域中將氣體提供給可透氣層片12，所述氣體隨后優(yōu)選地沿著流出方向a經(jīng)由可透氣層片12流入氣體保持層10，所述流出方向a被取向為實質(zhì)上與縱向l垂直。氣體供給裝置14可以進一步優(yōu)選地用于將可透氣層片12和連接到可透氣層片12的氣體保持層10連接到壁2。氣體供給裝置14和可透氣層片12可以例如彼此機械連接，例如通過粘接劑粘接或?qū)盈B，使得表面覆蓋體6能夠憑借被緊固到壁2的氣體供給裝置14的面向物體側(cè)而緊固到物體。進一步優(yōu)選的是可透氣層片12和氣體供給裝置14可以形成為單一件或彼此一體的。特別優(yōu)選的是氣體保持層10、可透氣層片12和氣體供給裝置14一起形成為單一件。氣體供給裝置14借助于氣體供給裝置管道16流體連接到氣體源18，其中流入氣體供給裝置14的氣體量能夠借助于閥20和連接到所述閥的調(diào)節(jié)裝置22調(diào)節(jié)或控制。圖1中示出的優(yōu)選實施方式進一步包括被構(gòu)造為確定表面覆蓋體6的氣體保持層10中的氣體含量的傳感器裝置24。這可以例如借助于超聲信號或電磁波的反射而進行。氣體保持層10中的氣體含量的測量優(yōu)選地通過傳感器裝置24以非接觸方式進行，使得傳感器裝置24不需要被配置為使得傳感器裝置24被液體4潤濕。特別地，傳感器裝置24可以配置在壁2的避開液體側(cè)，其中氣體含量的測量能夠優(yōu)選地經(jīng)由壁2進行。基于表面覆蓋體6的氣體保持層10中的傳感器裝置24測量的氣體量，調(diào)節(jié)裝置22確定經(jīng)由氣體供給裝置14必須供給到氣體保持層10的氣體量，以保持氣體保持層10中的氣體量、或氣體保持層10中的氣體層的厚度以及由此產(chǎn)生的氣液接觸面與壁2之間的間距恒定。

氣體保持層10包括多個突出元件26，突出元件26由疏水性材料組成或涂覆有疏水性材料。突出元件26可以沿著縱向l以規(guī)則或不規(guī)則的間隔配置于氣體保持層10。經(jīng)由可透氣層片12出來的氣體由突出元件26保持在位于突出元件26之間的容積中，使得液體4實質(zhì)上不能進入形成于突出元件26之間的容積中。特別地，防止液體4潤濕可透氣層片12。圖1示出的突出元件26具有塔式結(jié)構(gòu)，這特別有利地容易生產(chǎn)。然而，不言而喻的是突出元件26的其他設(shè)計也能夠產(chǎn)生期望的效果。突出元件26的進一步的有利設(shè)計在圖3和圖4中示出。

圖2示出物體的壁2上的表面覆蓋體6的配置的又一實施方式的截面。氣體保持層10包括呈稀疏毛發(fā)狀的多個突出元件26，所述突出元件26具有大約1μm到大約100μm的直徑并且由疏水性材料形成。氣體保持層10的突出元件26一體地連接到氣體保持層10的基部10c。氣體保持層10的面向物體側(cè)10b配置于和/或緊固到物體的壁2。將氣體保持層10緊固到壁2可以例如通過使用粘接劑的粘接實現(xiàn)。此外，氣體保持層10優(yōu)選地也可以憑借被施加到壁2并且以氣體保持層10的形式固化在壁2的實質(zhì)上液體的材料形成。

圖2示出的實施方式包括借助于呈管道形式的氣體供給裝置14被流體連接到可調(diào)節(jié)的氣體源18的排氣裝置28。借助于閥20、調(diào)節(jié)裝置22并且優(yōu)選地借助于傳感器裝置24調(diào)節(jié)或控制經(jīng)由排氣裝置28被供給到氣體保持層10的氣體量的調(diào)節(jié)。這里，與參照圖1說明的實施方式類似地進行控制或調(diào)節(jié)。

借助于排氣裝置28，氣體被導(dǎo)入形成在突出元件26之間的中間空間。不言而喻的是，從排氣裝置28出來的氣體能夠沿著縱向l流過形成在突出元件26之間的中間空間。由于圖2示出的實施方式具有配置于壁2的避開液體側(cè)的氣體源18，所以氣體供給裝置14在至少一點處延伸通過壁2。不言而喻的是，氣體供給裝置14可以不僅在壁2的面向液體側(cè)還在壁2的避開液體側(cè)沿著縱向l延伸以供給多個排氣裝置28。因此，壁2可以具有多個通道開口，其中壁2中的各個通道開口均被分配排氣裝置28。由此有利的是，氣體能夠在一區(qū)域中供給到氣體保持層10。

圖3的a)至圖3的f)示出突出元件26的不同形式。突出元件例如可以具有對應(yīng)于宿生槐葉萍水生蕨類植物的葉片上的毛的形式。所述突出元件26包括從基部10c實質(zhì)上以直角突起的莖26a，從該莖的莖頭26b延伸彼此分開并且端部在公共頂端26d處接合在一起的多個分支26c。歸因于該突出元件26的外觀，這也被稱為打蛋器形狀。

圖3的b)示出呈皇冠形的突出元件的可選設(shè)計，所述元件具有一對、兩對或更多對凹凸形式的莖26a，所述莖通過第一端部區(qū)域連接到基部10c并且通過位于相反側(cè)的端部區(qū)域沿著實質(zhì)上垂直于基部10c的方向延伸，其中，所述端點之間的間隔小于莖26a的莖中部處之間的間隔。

圖3的c)示出直徑大約1μm至大約100μm、優(yōu)選地大約10μm至大約50μm的稀疏毛發(fā)形式的多個突出元件26。

圖3的d)示出呈塔形式的突出元件26，所述塔在剖視圖中具有實質(zhì)上矩形形式。然而，塔也可以具有實質(zhì)上圓柱形的、橢圓形的、棱柱形的或類似的形狀。

圖3的e)示出呈毛發(fā)形式的突出元件26，所述毛發(fā)在毛發(fā)26的位于基部10c的相反側(cè)的端部處具有球形頂端26f。

圖3的f)示出具有實質(zhì)上截頭體(frustum)形狀的突出元件26，所述截頭體在截頭體的頂端處具有球形頂端26f。不言而喻的是，在圖3e)和圖3f)示出的實施方式中，也可以設(shè)置呈橢球體形式的頂端。

圖4的a)至圖4的f)示出與圖3的a)至圖3的f)示出的突出元件實質(zhì)上對應(yīng)的變形突出元件26。然而，圖4的a)至圖4的d)示出的實施方式中的突出元件26具有親水性表面區(qū)域26e。親水性表面區(qū)域26e優(yōu)選地配置或形成在突出元件26的表面的中央?yún)^(qū)域。親水性表面區(qū)域26e特別地被突出元件26的疏水性表面區(qū)域包圍。親水性表面區(qū)域26e有利地適用于實現(xiàn)保持在氣體保持層10中的氣體和所接觸的液體4之間的接觸表面定位于親水性表面區(qū)域26。以此方式，進一步有利的是能夠防止所述位置處的氣體和液體之間的接觸表面的脫離，使得能夠減少從氣體保持層10損失的氣體。

圖4的e)示出呈毛發(fā)形式的突出元件26，所述毛發(fā)在毛發(fā)26的位于基部10c的相反側(cè)的端部處具有球形頂端26f，其中親水性區(qū)域26e形成于球形頂端。不言而喻的是，球形頂端也可以全部為親水性形式。

圖4的f)示出具有實質(zhì)上截頭體形狀的突出元件26，所述截頭體在截頭體的頂端具有球形頂端26f，其中親水性區(qū)域26e形成于球形頂端。不言而喻的是，球形頂端也可以全部為親水性形式。進一步不言而喻的是，在圖4的e)和圖4的f)示出的實施方式中，也可以設(shè)置呈橢球體形式的頂端。

圖5示出配置于壁2的表面覆蓋體6的又一實施方式的截面。與圖2所示的實施方式類似，圖5所示的實施方式具有連接到延伸通過壁2的氣體供給裝置14的排氣裝置28。通過面向物體側(cè)10b配置于和/或緊固到壁2的氣體保持層10包括壓凹部30代替突出元件。壓凹部30在氣體保持層10的面向液體側(cè)包括通道開口，其中通道開口32的直徑優(yōu)選地小于壓凹部30的直徑。特別地，壓凹部30可以是實質(zhì)上球形形式。然而，不言而喻的是壓凹部30也可以是多邊形或橢圓形形式。

其中形成有壓凹部30的氣體保持層10的材料是疏水性材料。然而，不言而喻的是氣體保持層10中的壓凹部30的內(nèi)壁也能夠涂覆疏水性材料。

通過排氣開口28出來的氣體能夠被存儲或保持在氣體保持層10的壓凹部30中。由于氣體和所接觸的液體4之間的接觸表面處的表面張力，氣體和液體之間的接觸表面突出超過氣體保持層10的固體材料的表面，也就是說超過通道開口32的區(qū)域。以此方式，氣墊至少在壓凹部30的區(qū)域形成于液體4和壁2之間、或液體4和氣體保持層10的固體材料之間。

圖6示出圖5中所示的實施方式的變形形式，其中相同元件由相同附圖標(biāo)記表示。氣體保持層10中形成的壓凹部30在壓凹部30的內(nèi)壁上具有疏水性涂層34，使得氣體保持層的固體材料不需要全部由疏水性材料組成。氣體和液體之間的接觸表面以類似于圖5所示的實施方式的方式形成。

為了進一步使在液體和氣體保持層10的固體材料之間的接觸表面處沿著縱向l的液體流的流阻最小化，氣體保持層10可以至少局部地具有表面涂層36，所述表面涂層36具有粘著力減小材料。表面涂層例如可以包括微米?；蚣{米粒，所述微米?；蚣{米粒形成從大約10nm到大約10μm的范圍的限定的表面粗糙度。此外，表面涂層也可以具有特氟龍或納米特氟龍的連續(xù)涂層，涂層厚度大約0.15nm到大約500nm。此外，為了形成表面結(jié)構(gòu)，表面涂層36優(yōu)選地可以包括由聚合物、pdms、硅、二氧化硅、氫氧化硅、金屬(特別地鋼和鋼纖維)以及環(huán)氧樹脂組成的微粒。

圖7示出由類似的突出元件26、27組成的結(jié)構(gòu)，其中突出元件26、27具有不同的尺寸。因此，突出元件27可以從基部10c在液體4的方向上比突出元件26突出大約1.1倍到大約2倍。這有利地導(dǎo)致氣液界面的兩個結(jié)構(gòu)面。所述結(jié)構(gòu)有利地具有防止保持在氣體保持層10中的氣體在氣體保持層10的多個區(qū)域中完全消除的效果。

在液體4沿著縱向l的流速低的情況下或在液體4相比氣體保持層10內(nèi)的氣壓具有小正壓的情況下，氣液邊界實質(zhì)上沿那些從壁2比突出元件26更遠地突出的突出元件27的頂端區(qū)域27d的包絡(luò)線的形狀延伸。這有利地使實質(zhì)上僅由突出元件27承載或支撐的實質(zhì)上連續(xù)的空氣層上升。液體4和壁2之間的摩擦力被有利地大大減小，例如減小到小于氣體保持層10中沒有氣體的情況下的摩擦力值的5％的值。然而，在該狀態(tài)下，倘若保持在氣體保持層中的氣體5和鄰接的液體4之間的壓力波動，則氣體保持層10表現(xiàn)出輕微的發(fā)生氣體損失的趨勢。換言之，氣泡逸出所需的或氣泡的脫離所需的每單位面積的力或每單位面積的活化能較低。

圖8示出氣體從氣體保持層10損失之后的圖7所示的實施方式。氣液邊界現(xiàn)在實質(zhì)上沿著在液體4的方向上突出較小程度的那些突出元件26的包絡(luò)線。氣體保持層10的由突出元件26之間的中間空間形成的各氣體填充區(qū)域由現(xiàn)在局部地突出到液體4中的突出元件27界定。特別地，能夠通過突出元件27防止氣體在由突出元件27形成的各區(qū)域之間的交換。

在該狀態(tài)下流阻的減小仍然是顯著的，但是與圖7所示的狀態(tài)相比大幅度地減小。然而，通過氣體保持層10中的氣體5，基部10c仍然實質(zhì)上完全地(也就是說大約90％到98％)與液體4在空間上隔開。有利地，通過液體4的流動將更多的氣體5從氣體保持層10移除所需的力在圖8所示的狀態(tài)大于在圖7所示的狀態(tài)。由此有利的是下述情況，在初始氣體從氣體保持層10損失之后，防止較大量的氣體從氣體保持層釋放。

如果例如由于氣體和鄰接的液體4之間的非常大的壓力波動而使另外的氣體從氣體保持層10損失，小體積的氣體保持在突出元件26之間的疏水性凹槽中。以此方式，盡管氣體層相對于沿著縱向l流動的液體4的流阻的摩擦力減小效果被減小，但是有利的是下述情況：基部10c的最多大約10％的表面與液體4直接接觸，使得壁2或基部10c和液體4之間仍實質(zhì)上完全隔開。

圖9和圖10示出圖7和圖8中的表面覆蓋體6的變形實施方式。因此相同的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。突出元件26、27另外地包括親水性表面區(qū)域26e、27e，所述親水性表面區(qū)域26e、27e可以提高液體和氣體之間的界面到相關(guān)的突出元件26、27的粘著，特別地到突出元件26、27的頂端區(qū)域26d、27d的粘著。氣液邊界的該局部固定也被稱為“鎖定”(pinning)，使得親水性表面區(qū)域26e、27e也能夠被稱為“鎖定中心”。下述情況是有利的：通過設(shè)置親水性表面區(qū)域26e、27e，增大了氣泡從氣體保持層10脫離所需的每單位面積的力，使得能夠減少從氣體保持層10損失的氣體。這進一步有利地導(dǎo)致氣體保持層10處的流阻減小，并且導(dǎo)致改善了液體4和基部10c或壁2之間的分離。

進一步有利的是，又一親水性表面區(qū)域(未示出)能夠形成于突出元件26e、27e之間的基部10c。所述親水性表面區(qū)域防止已累積在與基部10c鄰近的區(qū)域中的氣體的脫離或流出。已累積在基部10c處的所述氣體有利地用作最終氣體存儲器，該最終氣體存儲器很難消除并且特別地覆蓋基部10c的或壁2的大約60％到大約98％的表面并且由此將被覆蓋的表面與液體4分開。以此方式還有利地實現(xiàn)通過小氣體體積實質(zhì)上完全防止壁2的表面氧化或腐蝕。下述情況是進一步有利的：保持在基部10c處的氣體殘留作為借助于氣體供給裝置(例如圖1、2、5、6所示)復(fù)原氣體層的核心。

不言而喻的是，突出元件的三個或更多的層次結(jié)構(gòu)也能夠形成在氣體保持層10。換言之，除了圖7至圖10示出的突出元件26、27以外，可以設(shè)置從基部10沿液體4的方向比突出元件27更加突出的另外的突出元件。

不言而喻的是，突出元件26、27可以在空間上以規(guī)則、準(zhǔn)規(guī)則或隨機方式分布在氣體保持層10。進一步，用作氣窩也就是說氣體存儲器的壓凹部或材料去除凹部可以設(shè)置在多個位置。同樣適用的、具有一定粗糙度的表面涂層是多孔表面，所述表面涂層的位于表面的孔能夠用作壓凹部或氣窩。例如，圖5和圖6的壓凹部30也可以憑借由多孔材料組成的基部c而形成，其中孔在通道開口32的區(qū)域處連接到基部10c的外部。

在突出元件26、27被構(gòu)造為沿液體4的方向突出多種不同的長度的情況下，特別優(yōu)選的是在圖7和圖9中確定氣液界面位置的較長突出元件也具有較低的面密度(每平方厘米的突出元件27的數(shù)量)。相比之下，在氣體保持層已經(jīng)損失了相當(dāng)?shù)臍怏w量的情況下(如圖8和圖10所示)確定氣液界面的那些突出元件26優(yōu)選地具有較高的面密度。進一步優(yōu)選的是，所述突出元件26具有相對小的直徑并且具有尺寸或直徑相對小的親水性表面區(qū)域(如果設(shè)置了親水性表面區(qū)域的話)。

優(yōu)選的是由超疏水性材料組成或具有疏水性或超疏水性表面的突出元件26、27能夠憑借突出元件26、27的通過下述手段被涂覆的表面而設(shè)置有親水性表面區(qū)域，所述手段包括：通過納米材料的涂覆或生長，并且隨后或同時利用疏水性、非極性端基團或聚四氟乙烯基團而使由此形成的納米粗糙度表面疏水，或者通過吸收聚四氟乙烯基分子或其他非極性或疏水性分子或脂肪或有機油或無機油而使由此形成的納米粗糙度表面疏水。所述疏水性區(qū)域能夠隨后通過與等離子相互作用以針對性的方式被制為疏水性較弱。疏水化被減小的那些區(qū)域，換言之被給予的親水性功能的那些區(qū)域可以例如是頂端、毛發(fā)端部、最高的突起、突出角部、頂端和邊緣、粗糙表面等。

如果突出元件26、27的表面導(dǎo)電，例如如果導(dǎo)電性聚合物被用于形成突出元件26、27，則放電可以用于減弱疏水化，所述放電由于尖端效應(yīng)優(yōu)選地精確地發(fā)生在尖端處、最強曲率處和最遠的突出表面點，精確地說就是親水性表面區(qū)域優(yōu)選地應(yīng)該配置的位置。借助于所述放電，疏水性保護層在放電點被局部地破壞，使得形成相對于突出元件26、27的疏水性區(qū)域較親水性的表面區(qū)域。

圖11示出由實質(zhì)上均一尺寸的突出元件26組成的結(jié)構(gòu)，其中，氣體保持層10具有粗糙表面38，所述粗糙表面38優(yōu)選地在基部10c的區(qū)域和突出元件26的區(qū)域都形成有均一的粗糙度。因此，粗糙表面的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地可以具有比突出元件26的尺寸小大約5倍到大約20倍的尺寸。粗糙表面也可以具有從大約10μm到大約3mm范圍的多模式粗糙度分布，其中特別地，突出元件26可以被認為是粗糙度分布中最大的粗糙度。

如已經(jīng)參照圖7到圖10說明的，這有利地使氣液界面的兩個或更多的結(jié)構(gòu)平面升高。參照圖7到圖10所作的說明類似地應(yīng)用到圖11示出的實施方式。粗糙表面38有利地具有防止保持在氣體保持層10中的氣體在氣體保持層10的多個區(qū)域中完全消除的效果。

進一步優(yōu)選的是突出元件26可能具有親水性表面區(qū)域26e，所述親水性表面26e可以提高液體和氣體之間的界面到相關(guān)的突出元件26的粘著。不言而喻的是，粗糙表面38可以具有規(guī)則的、準(zhǔn)規(guī)則的或隨機的空間表面結(jié)構(gòu)。

圖12的a)到圖12的c)示出與圖11所示的實施方式類似的實施方式。在圖12的a)所示的狀態(tài)中，氣體保持層10完全地填充有氣體5。在氣體從氣體保持層10發(fā)生損失之后，氣液界面移動為如圖12的b)所示。作為氣體進一步損失的結(jié)果，氣液界面移動為如圖12的b)所示。作為氣體損失的結(jié)果，盡管壁2相對于流動的液體4的流阻增大，但是實質(zhì)上防止了液體直接接觸氣體保持層10或壁2，由此例如使壁2免受液體的腐蝕影響。

圖13的a)和圖13的b)示出纖維40，纖維40的疏水性表面設(shè)置有突出元件26、27。這里，圖13的a)示出圖1中也示出的突出元件26的結(jié)構(gòu)或配置。圖13的b)示出圖9和圖10也示出的突出元件26、27的結(jié)構(gòu)或配置。纖維40因此具有參照所述附圖說明的特性。突出元件可以選擇性地設(shè)置有親水性區(qū)域26e、27e。纖維40可以用作表面覆蓋體的氣體保持層的突出元件并且與表面覆蓋體的氣體保持層形成一體。

圖14的a)和圖14的b)示出分別具有與圖13的a)和圖13的b)所示的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的突出元件26、27的纖維40。也可以選擇性地將親水性區(qū)域26e、27e形成在沿著纖維40的周圍延伸的環(huán)26、27上。

圖15示出纖維40，纖維40的疏水性粗糙表面38具有如圖11所示的結(jié)構(gòu)或配置。

圖16a至圖16d分別示出氣體保持層10的突出的疏水性元件26的優(yōu)選二維配置的立體圖。

圖17a示出圖16a所示的優(yōu)選二維配置的平面圖。

突出元件26被設(shè)計為呈圖3的a)所示的形式。然而，不言而喻的是突出元件也可以具有任意其他適宜的設(shè)計，例如圖3和圖4所示的設(shè)計。

如圖16a和圖17所示，突出元件26的二維配置被分成各子區(qū)域44(所謂的隔間)，其中氣體保持層10的各個子區(qū)域44均包括多個突出元件26。各子區(qū)域44優(yōu)選地通過流體不可滲透的分隔物42關(guān)于鄰接的子區(qū)域44被界定或關(guān)于環(huán)境被界定。流體被理解為是指氣體、液體以及氣體和液體的混合物。因此，分隔物42防止液體或氣體在子區(qū)域44之間流動。特別地，在兩個鄰接的子區(qū)域44之間出現(xiàn)壓差時，分隔物42有利地防止氣體從一個子區(qū)域44流出到鄰接的子區(qū)域并且與所接觸的液體有關(guān)的流阻由此被局部地增大。

特別地，防止下述情況：通過流入氣體超出子區(qū)域44的氣體容量地對子區(qū)域44填充氣體，氣體由此進入液體并且由此損失。

分隔物42優(yōu)選地可以由與突出元件26相同的材料形成。特別地，氣體保持層10可以與突出元件26和分隔物42一起形成或形成為單一件。進一步優(yōu)選的是子區(qū)域44的分隔物42與子區(qū)域44中包含的突出元件26高度實質(zhì)上相同。進一步優(yōu)選的是突出元件26具有親水性表面區(qū)域26e和/或分隔物42具有親水性表面區(qū)域42a。

如圖16b所示，也可以將突出元件26設(shè)置為全部是疏水性形式，而流體不可滲透的分隔物42具有親水性表面區(qū)域42a。

可選地，分隔物42也可以全部地或局部地由親水性材料形成，如圖16a所示，然而突出元件26可以全部地是疏水性或可以(以圖16c未示出的方式)具有親水性表面區(qū)域26a，對應(yīng)于圖16a所示的突出元件26。例如，可以如下地設(shè)置：僅分隔物42的那些面朝液體的表面具有親水性形式或設(shè)置有親水性涂層。

最后，如圖16d所示，分隔物42也可以形成整個的子區(qū)域44。換言之，子區(qū)域44沒有包括突出元件。子區(qū)域44的基部44a優(yōu)選地具有疏水性表面。分隔物可以整體地或局部地具有親水性形式。例如，可以如下地設(shè)置：僅分隔物42的那些面朝液體的表面具有親水性形式或設(shè)置有親水性涂層。特別地，分隔物42在面狀的或線狀的親水性區(qū)域形成在頂部邊緣的情況下可以具有實質(zhì)上疏水性形式，也就是說，在分隔物42的面朝液體的那些表面上，優(yōu)選的是下述情況：所述親水性區(qū)域是連續(xù)的或不被一個或更多個疏水性區(qū)域打斷，從而以有效的方式防止兩個鄰接的子區(qū)域44之間的甚至越過分隔物42的頂部邊緣的氣體交換。分隔物在該情況下可以包圍子區(qū)域44的獨立的容積，使得氣體被保持在所述子區(qū)域44內(nèi)并且實質(zhì)上不能逸出到鄰接的子區(qū)域中。

不言而喻的是，突出元件26的多種實施方式可以以任何期望的方式與分隔物42的多種實施方式組合以形成(獨立的)子區(qū)域44。

特別地，選擇性地具有一個分隔物42或多個分隔物42的至少一個子區(qū)域44可以形成為能夠被緊固到物體的塊材(tile)或板材(slab)。特別地，塊材或板材(這些在下文中也被稱為空氣塊材)可以具有多于1000、多于10,000或多于100,00個的多個子區(qū)域44。有利的是任意尺寸的壁可以裝備有或覆蓋有具有空氣保持層的多個這樣的塊材或板材，這進一步有利地產(chǎn)生了靈活組裝并且具有需要提供僅少量不同塊材或板材的效果。

子區(qū)域44成形或形成并且附接到物體，使得子區(qū)域44的縱向跨度在豎直方向上比在垂直于豎直方向的水平方向上小。特別地，如果子區(qū)域44被緊固到船的外殼，則當(dāng)船在(實質(zhì)上水平)行駛時，縱向跨度有利地在重力(豎直)方向上比在水流方向上小，這是因為包含在氣體保持層中的氣體由于分隔物42的較小的間隔，所以兩個鄰接的子區(qū)域44之間的壓差變小。同時，分隔物42之間的在水平方向上較大的間隔允許在水和船之間產(chǎn)生摩擦力處的親水性區(qū)域最小化。

由此如圖17a所示，子區(qū)域44優(yōu)選地具有矩形形式。

然而，不言而喻的是，子區(qū)域44也可以優(yōu)選地具有六邊形或蜂巢形狀、三角形、正方形或一些其他形式。圖17b示出分隔物42被配置為形成正方形子區(qū)域44的優(yōu)選實施方式的平面圖。圖17c示出具有相等長度的分隔物42被配置為形成六邊形子區(qū)域44的優(yōu)選實施方式的平面圖。圖17d示出分隔物42被配置為形成長蜂巢形狀或長六邊形子區(qū)域44的優(yōu)選實施方式的平面圖。

用于保護液體下表面的涂層

總的來說，一方面說明了通過使用在液體下保持氣體層的涂層用于實現(xiàn)液體下表面的抗污損作用、免受腐蝕和化學(xué)侵襲的方法。

例如船、管道、窗、測量儀器、水容器等的表面可以附加地裝備有涂層，所述涂層通過有毒的或含殺蟲劑的層或者通過其他添加劑賦予化學(xué)或生物抗污損作用。優(yōu)點在于下述事實：活性物質(zhì)僅當(dāng)需要時才被釋放，具體地為當(dāng)表面暫時沒有被氣體層覆蓋并且與水或海洋有機體接觸時才被釋放。以此方式，有毒的或殺蟲劑添加劑幾乎不發(fā)生釋放，具體地僅當(dāng)需要時發(fā)生釋放，結(jié)果每單位時間和面積釋放到例如海水或淡水的液體中的有毒物質(zhì)的量能夠減小很多數(shù)量級，這進而具有兩個有利效果：

(i)有毒的和殺蟲劑物質(zhì)的釋放在不減少抗污損作用的情況下被大幅度地減小，以及

(ii)結(jié)果，所述物質(zhì)在被耗盡之前在船的油漆面層或在涂層中的儲備時間持續(xù)到抗污損作用的減弱也被大幅度地延長的程度，由此也延長了船和其他設(shè)施的保養(yǎng)周期。特別地在石油鉆井平臺、離岸風(fēng)電場和其他難以接近的對象的情況下這是巨大的優(yōu)點。

抗污損作用能夠通過使用水下的空氣保持層或更通常的氣體保持層自身來獲得，或者通過使用水下的空氣保持層或更通常的氣體保持層經(jīng)由氣體層與有毒的或作為殺蟲劑的或者借助于其他一些手段對生物污損具有效果的氣體或氣霧劑的添加劑組合來獲得。

氣體層自身已經(jīng)形成了防止海洋有機體棲息的障礙。這特別地應(yīng)用到細菌、硅藻、單細胞有機體和形成所謂的粘液或造成微污損以及經(jīng)常形成較大有機體棲息的基礎(chǔ)的微生物的棲息。如果例如船等的表面被空氣層包圍并且沒有與水接觸，則所述有機體的棲息和繁殖由此不再可能。

例如船、管道、窗、測量儀器、水容器等的表面可以附加地裝備有涂層，所述涂層通過有毒的或含殺蟲劑的層或者通過其他添加劑賦予化學(xué)或生物抗污損作用。優(yōu)點在于下述事實：活性物質(zhì)僅當(dāng)需要時才被釋放，具體地為當(dāng)表面暫時沒有被氣體層覆蓋并且與水或海洋有機體接觸時才被釋放。以此方式，有毒的或殺蟲劑添加劑幾乎不發(fā)生釋放，具體地僅當(dāng)需要時發(fā)生釋放，結(jié)果每單位時間和面積釋放到例如海水或淡水的液體中的有毒物質(zhì)的量能夠減小很多數(shù)量級，這進而具有兩個有利效果：

(i)有毒的和殺蟲劑物質(zhì)的釋放在不減少抗污損作用的情況下被大幅度地減小，以及

(ii)結(jié)果，所述物質(zhì)在被耗盡之前在船的油漆面層或在涂層中的儲備時間持續(xù)到抗污損作用的減弱也被大幅度地延長的程度，由此也延長了船和其他設(shè)施的保養(yǎng)周期。特別地在石油鉆井平臺、離岸風(fēng)電場和其他難以接近的對象的情況下這是巨大的優(yōu)點。

船和其他水運工具以及水上技術(shù)設(shè)施、壁、結(jié)構(gòu)等的由于生物系統(tǒng)的生長導(dǎo)致的污損在淡水和海水兩者中都是重要的技術(shù)問題。在船的污損的情況下，由于下述事實而使船的污損惡化：污損大幅度地增大了船在水中的摩擦力并且由此也增大了油耗。為了免受所述污損而為船等裝備有毒的涂料、漆和涂層的在先解決方案由于環(huán)境保護的原因而不再被接受并且日益被禁止，這是因為可以證明這些高毒性的船用涂層將大量的有毒物質(zhì)和復(fù)合物特別地是重金屬和重金屬復(fù)合物釋放到海水中。

然而，還沒有找到提供免受生物污損的足夠保護的無毒物質(zhì)。甚至在將來找到所述物質(zhì)的幾率也可能是較低的，這是因為，一方面，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)防止海洋有機體的生物污損，但是與此同時，為了不傷害海和沿海地區(qū)的動物群和植物群，所述系統(tǒng)特別地不能由于自身作用而傷害海洋有機體。由此所面臨的問題可能構(gòu)成固有的矛盾。由此需要尋找選擇性地妥協(xié)于表面上的水生有機體和海洋有機體而不對周圍的淡水或海水的生態(tài)系統(tǒng)中的有機體造成嚴(yán)重傷害的途徑。本發(fā)明提出了用于所述意圖的一個技術(shù)解決方案。

由于一方面應(yīng)當(dāng)阻礙企圖棲息在船上或淡水和咸水中的其他技術(shù)設(shè)備表面的海洋有機體和其他生命有機體的棲息并且對其進行打擊，但是該措施應(yīng)當(dāng)非常有選擇性地僅作用在所述表面而不應(yīng)當(dāng)傷害其他位置處的生物有機體或海洋有機體，所以不言而喻的是使用僅僅與要保護的表面及其最接近的附近相關(guān)的局部措施。

利用根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，如下地解決所述技術(shù)問題：由于技術(shù)上可能將氣體層保持在水下表面上并且經(jīng)由織物、多孔層或小開口或噴嘴以針對性方式將氣體引入所述層，所以不言而喻的是，在規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔或者當(dāng)需要時(也就是說在生物污損開始或出現(xiàn)時)，利用氣體保持表面或所述類型的層裝備要保護的表面，以將打擊所述污損的氣體或氣霧劑(帶有對應(yīng)的活性溶液顆粒)經(jīng)由表面引入氣體層。特別地，如果氣體或氣霧劑僅輕微地溶解于水或如果復(fù)合物在一定時間之后分解成無毒成分或僅在高濃度中有毒或如果簡單地使用co2來窒息已經(jīng)棲息在船的表面上的海洋有機體，則所述處理方法對生態(tài)系統(tǒng)沒有負作用。所述處理方法和定量給料在該情況下可以手動或自動地進行。

可選的變形和特征涉及：

●在定量或不定量評估污損程度的情況下，與用于自動探測生物污損的程度和/或類型的傳感器部件和/或照相機的組合。

●在定量或不定量評估污損程度的情況下，與用于自動探測和定位生物污損的空間地選擇傳感器部件和/或照相機的組合。

●選擇性地在污損已經(jīng)發(fā)生或開始的位置處，活性氣體或氣霧劑的空間選擇排放的可能性。

●取決于污損的強度和類型的空間地選擇定量給料的可能性。

●用于空間地解決氣體層中氣體成分的探測或活性物質(zhì)濃度的探測的氣體傳感器。

●通過從層中提取氣體或氣霧劑，與質(zhì)譜分析、紅外光譜分析、凝膠色譜法、氣相色譜法協(xié)同的氣體分析，用于空間地解決和/或時間地解決氣體層中的成分和/或活性物質(zhì)濃度的分析。

●為了在任何時候和所有地點保持在指定的極限值之下、在任何時候和所有地點可靠地滿足所有的環(huán)境要求，并且在需要立即停止供給活性氣體或氣霧劑的任意時間手動地，優(yōu)選自動地，停止所述處理而對溶解于周圍的水中的氣體或氣霧劑的組分進行的補充分析。

通過與有毒材料、添加劑和表面涂層組合地使用水下空氣保持層也可以實現(xiàn)抗污損作用的達成。

船和其他水運工具以及水上技術(shù)設(shè)施、壁、結(jié)構(gòu)等的由于生物系統(tǒng)的生長導(dǎo)致的污損在淡水和海水兩者中都是重要的技術(shù)問題。在船的污損的情況下，由于下述事實而使船的污損惡化：污損大幅度地增大了船在水中的摩擦力并且由此也增大了油耗。為了免受所述污損而為船等裝備有毒的涂料、漆和涂層的在先解決方案由于環(huán)境保護的原因而不再被接受并且日益被禁止，這是因為可以證明這些高毒性的船用涂層將大量的有毒物質(zhì)和復(fù)合物特別地是重金屬和重金屬復(fù)合物釋放到海水中。

然而，還沒有找到提供免受生物污損的足夠保護的無毒物質(zhì)。甚至在將來發(fā)生找到所述物質(zhì)的幾率也可能是較低的，這是因為，一方面，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)防止海洋有機體的生物污損，但是與此同時，為了不傷害海和沿海地區(qū)的動物群和植物群，所述系統(tǒng)特別地不能由于自身作用而傷害海洋有機體。由此所面臨的問題可能構(gòu)成固有的矛盾。由此需要尋找選擇性地妥協(xié)于表面上的水生有機體和海洋有機體而不對周圍的淡水或海水的生態(tài)系統(tǒng)中的有機體造成嚴(yán)重傷害的途徑。本發(fā)明提出了用于所述意圖的一個技術(shù)解決方案。

由于一方面應(yīng)當(dāng)阻礙企圖棲息在船上或淡水和咸水中的其他技術(shù)設(shè)備表面的海洋有機體和其他生命有機體的棲息并且對其進行打擊，但是該措施應(yīng)當(dāng)非常有選擇性地僅作用在所述表面而不應(yīng)當(dāng)傷害其他位置處的生物有機體或海洋有機體，所以不言而喻的是使用僅僅與要保護的表面及其最接近的附近相關(guān)的局部措施。

高效地防止水生有機體或海洋有機體的污損的船用涂層已經(jīng)存在。所述涂層的問題不是在于它們有毒這一事實，因為它們必須或至少應(yīng)當(dāng)有毒以有效地防止海洋有機體的棲息。所述涂層的問題而是在于下述事實：作為持續(xù)的長期與水接觸的結(jié)果，有毒的復(fù)合物和重金屬進入海水中。

根據(jù)本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的涂層提出下述問題：維持了有效防止污損的涂層，抗污損作用由此被確保并且得到技術(shù)上的證明。不僅可以使用新研發(fā)的抗污損涂層而且還可以使用過去幾年和幾十年已經(jīng)被證明了的涂層。然而，憑借具有空氣保持或氣體保持表面形式的抗污損涂層的表面，由此水根本不與帶有抗污損涂層的表面接觸，防止了所述涂層釋放到周圍的水并且由此釋放到周圍的生態(tài)系統(tǒng)，這是因為特別地甚至在操作條件下也持續(xù)存在的永久的空氣層或氣體層位于可能有毒表面和水之間。倘若峰值負荷導(dǎo)致氣體損失，則在方法的優(yōu)選變形中所述層被回充有氣體(“再生”)：根據(jù)平行提交的發(fā)明，所述類型的氣體層被保持在水下的表面以及氣體經(jīng)由織物、多孔層或小開口或噴嘴以針對性方式被引入所述層在技術(shù)上是可能的。由此，倘若氣體損失，則層能夠立即再次再生。“跨越”或維持空氣層的毛發(fā)、纖維、柱體、脊?fàn)钔黄?spine)或尖狀物(spike)等可以但是不必絕對地給自身賦予抗污損作用或通過它們的涂層賦予抗污損作用。

可選的變形和特征涉及：

●與用于監(jiān)測空氣損失的自動的，優(yōu)選地空間上選擇性的，傳感器部件的組合。

●與具有自動的，優(yōu)選地空間上選擇性的，補給裝置的所述類型的傳感器部件的組合，從而確保氣體層持續(xù)存在并且防止海水和抗污損涂層之間的持續(xù)接觸。

●為了在任何時候和所有地點保持在指定的極限值之下、在任何時候和所有地點可靠地滿足所有的環(huán)境要求，而對涂層的溶解于周圍的水中的有毒組分進行的補充分析。

●所述方法和所述裝置甚至在淡水中的使用。

●甚至利用包含毒劑、抗菌素、殺蟲劑、重金屬的和其他的漆、涂層以及涂料的所述方法和所述裝置的使用。

●甚至利用無毒的漆、涂層和涂料的所述方法和所述裝置的使用。

●還用于減小船、小艇等的摩擦力的氣體層的使用。

●根據(jù)本發(fā)明的所述技術(shù)、方法和裝置在淡水、微咸水或海水中的使用。

●根據(jù)本發(fā)明的所述技術(shù)、方法和裝置的不僅用于船的表面還用于與水接觸的其它技術(shù)組件的內(nèi)外表面、用于對應(yīng)的水下的壁、結(jié)構(gòu)等以及用于管線、浴室等的使用。

通過使用水下的空氣保持層達到抗污損作用可以單獨地由于氣體層的作用而實現(xiàn)，或者與表面的超聲、機械運動和變形、激波、反復(fù)的熱處理(例如通過電加熱導(dǎo)電的毛發(fā)、織物等)、或者紫外線處理、或者包括在水或咸水或海水的電化學(xué)分解時產(chǎn)生的氣體的電脈沖組合而實現(xiàn)。

船和其他水運工具以及水上技術(shù)設(shè)施、壁、結(jié)構(gòu)等的由于生物系統(tǒng)的生長導(dǎo)致的污損在淡水和海水兩者中都是重要的技術(shù)問題。在船的污損的情況下，由于下述事實而使船的污損惡化：污損大幅度地增大了船在水中的摩擦力并且由此也增大了油耗。為了免受所述污損而為船等裝備有毒的涂料、漆和涂層的在先解決方案由于環(huán)境保護的原因而不再被接受并且日益被禁止，這是因為可以證明這些高毒性的船用涂層將大量的有毒物質(zhì)和復(fù)合物特別地是重金屬和重金屬復(fù)合物釋放到海水中。

然而，還沒有找到提供免受生物污損的足夠保護的無毒物質(zhì)。甚至在將來發(fā)生找到所述物質(zhì)的幾率也可能是較低的，這是因為，一方面，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)防止海洋有機體的生物污損，但是與此同時，為了不傷害海和沿海地區(qū)的動物群和植物群，所述系統(tǒng)特別地不能由于自身作用而傷害海洋有機體。由此所面臨的問題可能構(gòu)成固有的矛盾。由此需要尋找選擇性地妥協(xié)于表面上的水生有機體和海洋有機體而不對周圍的淡水或海水的生態(tài)系統(tǒng)中的有機體造成嚴(yán)重傷害的途徑。本發(fā)明提出了用于所述意圖的一個技術(shù)解決方案。

水下空氣保持表面或氣體保持表面的使用構(gòu)成了這里提出的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置的基礎(chǔ)。根據(jù)平行提交的發(fā)明，由于氣體層被保持在水下的表面并且氣體經(jīng)由織物、多孔層或者小開口或噴嘴以針對性方式被引入所述層在技術(shù)上是可能的，所以不言而喻的是，利用氣體保持表面或所述類型的層裝備要保護的表面并且簡單地通過氣體層自身初始地對生物系統(tǒng)與要保護的表面之間的接觸進行抑制。然而，需要這種機械接觸作為粘著的起始點，然而，通過空氣或氣體層防止這樣的機械接觸。

然而，如果因為例如撞擊、強烈的摩擦等原因出現(xiàn)這樣的接觸以及最終地污損，為了避免使用環(huán)境有害的化學(xué)品，則用于物理上抗擊海洋有機體的進一步措施可以附加地以規(guī)則或不規(guī)則的時間間隔或根據(jù)需要被實施，也就是說在生物污損來臨或出現(xiàn)時被實施，其中兩個方法特別有利：(i)通過彈性毛發(fā)的運動、通過激波和通過超聲，機械減少和消除海洋有機體和它們所附著的表面之間的粘著接觸，以及(ii)用來熱破壞粘著細胞層的局部加熱(特別地是電阻或通過感應(yīng)或通過微波或所述方法的組合的局部加熱)。

在所述方法的優(yōu)選變形中，具有將空氣保持在表面上的效果的結(jié)構(gòu)(毛發(fā)、纖維等)具有導(dǎo)電形式并且被直接加熱。可選地或除此以外，對于表面(特別是與本專利平行提交的發(fā)明中要求保護的通氣組織)來說可以具有導(dǎo)電形式并且用于局部加熱。

在所述方法的又一變形中，例如紫外光的輻射可以用于與空氣保持表面組合。

可選的變形和特征涉及：

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●所述方法和所述裝置的甚至在淡水中的使用。

●甚至利用包含毒劑、抗菌素、殺蟲劑、重金屬的和其他的漆、涂層以及涂料的所述方法和所述裝置的使用。

●甚至與無毒的漆、涂層和涂料一起的所述方法和所述裝置的使用。

●還用于減小船、小艇等的摩擦力的氣體層的使用。

●船表面的全部或部分的涂層。

●根據(jù)本發(fā)明的所述技術(shù)、方法和裝置在淡水、微咸水或海水中的使用。

●根據(jù)本發(fā)明的所述技術(shù)、方法和裝置的不僅用于船的表面還用于與水接觸的其它技術(shù)組件的內(nèi)外表面、用于對應(yīng)的水下的壁、結(jié)構(gòu)等以及用于管線、浴室等的使用。

換言之，本申請的(優(yōu)選的)主題可以如下地說明：

主題1涉及一種涂層，其用于防護長期不變地或間歇地全部或部分暴露到液體的表面或界面免受腐蝕、化學(xué)侵蝕和/或(生物)污損，所述涂層的特征在于，所述表面或界面被涂布成將連續(xù)的或不連續(xù)的、長期不變或間歇地存在于液體下的氣體層保持在液體下，并且所述氣體層保護所述表面免受所述腐蝕、所述化學(xué)侵蝕和/或所述(生物)污損。

主題2涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，污損防護涉及生物污損，特別是藻類、貝類和/或其他海洋有機體的微污損、大型污損、侵蝕的形式或者這些形式的組合。

主題3涉及一種根據(jù)主題1或2的涂層，其特征在于，長期不變地或間歇地全部或部分由所述氣體層自身覆蓋的被使用的涂層包括殺蟲劑、tbt、銅、銀、重金屬或金屬復(fù)合物或金屬配合物或合金或其他減少污損的組分或混合物，并且所述物質(zhì)的釋放速率(所述物質(zhì)每單位時間和每單位面積釋放的量)被所述氣體層減小。

主題4涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，用于防護表面的所述涂層被應(yīng)用到船、快艇、小艇和其他水運工具的表面或者被應(yīng)用到安置于海的技術(shù)設(shè)施和結(jié)構(gòu)，特別地石油平臺、離岸風(fēng)機、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)或者以位置固定或位置不固定方式安置于?；虻械钠渌夹g(shù)設(shè)施，間歇地或長期不變地在水下或被水沖刷的浮標(biāo)、管道和纜線、驅(qū)動裝置、船表面、船推進器和控制裝置、窗等，船用舵、探照燈和其他發(fā)光的光學(xué)功能單元。

主題5涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，連續(xù)或不連續(xù)、長期不變地或間歇地存在的氣體層的氣體是空氣、氮氣、氧氣、二氧化碳、氬氣、氦氣或這些氣體的混合物，和/或所述液體是水、咸水、海水或酒精、水溶液或酒精溶液。

主題6涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，所述涂層包括表面結(jié)構(gòu)、柱、毛發(fā)、釘。

主題7涉及一種根據(jù)主題1或6的涂層，其特征在于，涂層表面結(jié)構(gòu)、柱、毛發(fā)、釘或其他結(jié)構(gòu)具有0.02mm至2mm的高度并且具有帶有或不帶有親水性的小塊表面、端面或側(cè)面的疏水性表面。

主題8涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，氣體保持涂層被應(yīng)用到管線或用于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器皿的外部或內(nèi)部或者用于存儲液體的容器的內(nèi)部。

主題9涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，利用槐葉萍效應(yīng)、松藻蟲效應(yīng)或借助于分層構(gòu)造的表面保持空氣。

主題10涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，不連續(xù)的氣體層由規(guī)則、部分規(guī)則或不規(guī)則地配置在表面涂層上的氣泡組成。

圖18示出氣體保持層的優(yōu)選設(shè)計，所述氣體保持層具有多個疏水性突起，所述疏水性突起可選地具有親水性頂端區(qū)域，所述親水性頂端區(qū)域在操作性使用期間面朝水。氣體保持層配置于漆上，所述漆可選地包括殺蟲劑或銅。

用于獲得液體下氣體層的裝置

總的來說，一個方面說明了液體下的表面上的氣體層，所述氣體層對于在船、管線的情況下的摩擦力的減小以及對于防護表面免受起霧、(生物)污損、腐蝕和化學(xué)侵蝕具有很大的技術(shù)意義。

借助于適當(dāng)?shù)谋砻娼Y(jié)構(gòu)，可以使粘著到表面的氣體層或氣泡在液體下被夾帶。問題在于所述類型的氣體層僅穩(wěn)定有限的時間然后就不復(fù)存在。該問題通過能夠回充氣體的層來解決。

根據(jù)一個方面，本申請結(jié)合了如下結(jié)構(gòu)：

(1)將氣體層或氣泡保持在液體下的結(jié)構(gòu)層，具有

(2)回充系統(tǒng)，其由以下部分組成：例如(i)氣體供給線路或管道以及管嘴或微管嘴或者(ii)多孔膜、紡織品、織物系統(tǒng)、氈系統(tǒng)或纖維系統(tǒng)或燒結(jié)層或者(iii)憑借例如被表面毛發(fā)或優(yōu)選地具有液體排斥表面的表面結(jié)構(gòu)捕獲的、由濺射反應(yīng)器產(chǎn)生的(用顯微鏡可見的)氣泡的氣體回充，并且具有

(3)回充裝置，其由以下部分組成：例如(i)氣泵或(ii)自回充部件，其例如利用由于物體相對于液體移動或由于流動產(chǎn)生的負壓，或(iii)濺射反應(yīng)器，其用于隨后被構(gòu)造的表面捕獲的氣泡的外部產(chǎn)生。

由于從氣體層損失的氣體能夠被再次回充，所以氣體層被維持，并且在長期基礎(chǔ)上執(zhí)行其期望的功能。在一個變形中，通過傳感器測量回充需求，并且自動地執(zhí)行利用氣體的層回充。

在各個情況下，通過使用在液體下保持氣體層或氣泡層或氣窩的涂層，水下表面上的空氣層對于例如并且特別是在船的情況下的摩擦力減小以及在管線系統(tǒng)和管線中為了防止在液體下的表面上的沉積和形成不期望的襯層(lining)的目的、以及對于獲得液體下表面的抗污損作用、腐蝕防護和化學(xué)侵襲防護具有很大的技術(shù)意義。

如果表面被浸泡在出自氣態(tài)氛圍的液體下，例如浸泡在出自空氣的液體下，則借助于適當(dāng)?shù)谋砻娼Y(jié)構(gòu)，可以使用紡織品、結(jié)構(gòu)的和/或功能化的涂層(例如利用基于水蜘蛛或宿生槐葉萍或松藻蟲等示例在生物學(xué)上得到靈感的涂層)在液體下夾帶氣體層，所述氣體例如是空氣。問題僅在于典型地1μm至1mm厚的所述空氣層粘著到表面僅持續(xù)有限的時間，然后所述氣體層就不復(fù)存在，通常呈氣泡從氣體層散發(fā)的形式。

本發(fā)明現(xiàn)在憑借根據(jù)本發(fā)明的裝置解決所述問題，其中本發(fā)明組合了下面的三項中的至少兩項：

(1)將氣體保持在液體下的結(jié)構(gòu)層或?qū)馀莼驓飧C保持在液體下的結(jié)構(gòu)層(參見圖19至圖21)，具有

(2)回充管道系統(tǒng)，其由以下部分組成：例如(i)用于供給氣體的供給線路或管道以及管嘴或微管嘴，或者(ii)多孔膜、紡織品系統(tǒng)、織物系統(tǒng)、氈系統(tǒng)、絮凝物系統(tǒng)或纖維系統(tǒng)或燒結(jié)層或(iii)通過例如由濺射反應(yīng)器產(chǎn)生的氣泡或微氣泡用的捕獲裝置回充的表面，所述捕獲裝置例如由表面毛發(fā)或具有液體排斥表面的結(jié)構(gòu)組成，所述液體排斥表面具有或不具有親水性中心并且由此呈突出的毛發(fā)、柱或皇冠的形式，回充的表面或者通過形成具有液體排斥涂層的對應(yīng)的中空或壓凹部從液體捕獲氣泡并且將它們鎖定到表面或?qū)⑺鼈冋系酱嬖诘臍怏w層，以及具有

(3)回充裝置，例如呈下述形式(i)泵或其他主動回充裝置或(ii)自回充部件，其例如利用由于水運工具相對于液體移動產(chǎn)生的負壓或由于液體相對于靜止的浮標(biāo)、測量站、壁等的流動產(chǎn)生的負壓(壓差由流速v＝0.5·液體的密度·v²)或(iii)用于氣泡的外部性產(chǎn)生的濺射反應(yīng)器，所述氣泡隨后被結(jié)構(gòu)表面捕獲(參見第(2)點)。

可選地，也可以對液體或固體物質(zhì)定量配料，液體或固體物質(zhì)依靠自身或通過與周圍液體化學(xué)反應(yīng)釋放氣體并且由此再次建立或增補了氣體層或氣泡層(“補充”)。

由于從氣體層損失的氣體能夠被再次回充，所以氣體層被維持在液體下的表面上，并且甚至在長期基礎(chǔ)上執(zhí)行其期望的功能。

氣體層也可以被由各個氣泡或氣窩(空氣窩)組成的層代替或被包括氣泡和氣窩的層代替。

在方法的一個變形中，借助于傳感器測量回充的需求，并且，為了代替缺失氣體或從氣體層損失的氣體，在各傳感器所關(guān)聯(lián)的全部或選擇性的區(qū)域中，通過激活泵或濺射反應(yīng)器或通過打開對應(yīng)的氣閥(“要求氣體回充”)將氣體再次供給到對應(yīng)的區(qū)域。在方法的該變形中，回充要求由此借助于傳感器測量，并且損失的氣體或從層缺失的氣體借助于根據(jù)本發(fā)明的裝置被自動地回充。

不言而喻，如果需要，氣體層的初始建立也可以以此方式進行。

一種用于保持水下空氣層或更一般地為液體下氣體層的裝置，特征在于，如果氣體損失，所述層能夠經(jīng)由可透氣底層被回充，其中，所述可透氣底層可以是紡織品底層、其他一些織物或氈、絮凝物材料、多孔陶瓷層或適于氣體擴散的陶瓷層、具有孔的金屬層、金屬氈或絲網(wǎng)、半透膜、優(yōu)選地疏水性或超疏水性的多孔的、多微孔的、多納米孔的層(優(yōu)選地在聚合物、陶瓷材料、金屬或復(fù)合物的基礎(chǔ)上構(gòu)造)。

氣體層在液體下例如水下的保持具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于，在不利的操作條件下(船用涂層等情況下的波涌、波沖擊)或經(jīng)過較長的時間段，部分的或全部的、局部的或大面積的氣體損失在有些地方發(fā)生或全面地發(fā)生。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，面積(areal)元件(作為本發(fā)明的主題)與裝置一起使用，所述元件是這樣的：在氣體部分地或全部地損失之后，所述元件能夠再次具有氣體。根據(jù)本發(fā)明的用于保持水下的空氣層或一般地液體下的氣體層的裝置的特征在于，如果空氣損失，則該層能夠經(jīng)由可透氣底層被再次回充，其中可透氣底層可以是紡織品底層、其他織物或氈、絮凝物材料、多孔陶瓷層或適于氣體擴散的陶瓷層、具有孔的金屬層、金屬氈或絲網(wǎng)、半透膜、優(yōu)選地疏水性或超疏水性的多孔的、多微孔的、多納米孔的層(優(yōu)選地在聚合物、陶瓷材料、金屬或復(fù)合物的基礎(chǔ)上構(gòu)造)。

在方法的一個變形中，諸如平行提交的發(fā)明中所述的通氣組織被用于氣體的回充。

可選的變形和特征涉及：

●上述氣體層的充氣(“補充”)與用于人工地再填充或補充氣體層的另外的裝置的組合，所述裝置例如是毛細管、膜、紡織品等。

●表面的具有特氟龍、聚四氟乙烯及其衍生物、特別地還有所述物質(zhì)的微米粒和納米粒的涂層。

●表面的具有市場上可買到的抗粘著噴劑或其他微米粒和納米粒的涂層。

●由聚合物、樹脂、pdms、硅、二氧化硅和氫氧化硅、金屬、鋼和鋼纖維、高等級鋼、環(huán)氧樹脂組成的表面結(jié)構(gòu)的使用。

●在具有或沒有隨后的表面功能化或涂層的情況下，例如利用特氟龍或納米特氟龍(優(yōu)選地層厚為0.15nm至500nm)，將表面結(jié)構(gòu)壓印到包括船用漆的漆中。

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解方式測量或控制氣體層的狀態(tài)并且根據(jù)需要自動地觸發(fā)氣體補充的測量和/或控制和/或調(diào)節(jié)裝置結(jié)合。

●船用表面的全部或部分涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)空氣層的表面的使用。

●在液體下形成、建立或保持規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡圖案的表面的使用。

●疏水性或超疏水性表面和氣體保持表面用的表面結(jié)構(gòu)的使用。

●毛發(fā)、柱、皇冠結(jié)構(gòu)、打蛋器結(jié)構(gòu)、塔式或其他升高的結(jié)構(gòu)的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)。

●壓凹部、中空、孔、材料去除凹部以及其他材料去除凹部的結(jié)構(gòu)的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)。

●毛發(fā)、柱、皇冠結(jié)構(gòu)、打蛋器結(jié)構(gòu)、塔式或其他升高的結(jié)構(gòu)以及壓凹部、中空、孔、材料去除凹部的組合的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)。

●用于控制和/或調(diào)節(jié)供給到排出口的氣體的、影響氣體層的初始填充或再填充的閥、流量調(diào)節(jié)器和致動元件的使用。

●用作船上、流管中、管道中或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

換言之，本申請的優(yōu)選主題能夠如下地說明：

主題1涉及一種用于對液體下的氣體層充氣并且保持液體下的氣體層的裝置和表面涂層，主題1包括(i)結(jié)構(gòu)表面或表面涂層或紡織品涂層，所述結(jié)構(gòu)表面或表面涂層或紡織品涂層具有如下結(jié)構(gòu)：當(dāng)被浸泡在液體下時，所述結(jié)構(gòu)使得連續(xù)的或不連續(xù)的氣體層被長期不變地或至少短時間地保持成為可能(后者，即不連續(xù)的氣體層，在表面地形中，由例如規(guī)則地或不規(guī)則地配置的氣泡或氣窩組成，所述氣窩或空氣窩，也就是說小窩，在液體下填充有氣體)，其中表面的結(jié)構(gòu)是規(guī)則的或不規(guī)則的地形結(jié)構(gòu)(“浮雕”)或空間上變化的化學(xué)功能(化學(xué)圖形)或兩者的組合，以及(ii)如果氣體損失時使得表面可以被回充氣體的裝置，其中氣體被從(a)外部源供給，該外部源例如呈在液體中流過的小氣泡形式，所述小氣泡隨后被結(jié)構(gòu)層捕獲，或者(b)氣體被從來自層的內(nèi)部源供給，例如從結(jié)構(gòu)層內(nèi)或下方的管嘴或孔或管道或線系統(tǒng)供給，其中氣體被從例如氣體存儲器、加壓的氣體存儲器、從加壓的氣瓶或在泵的幫助下被供給或者(c)氣體直接在層中產(chǎn)生，例如通過水的催化分解和/或電化學(xué)分解或者(d)氣體以呈現(xiàn)在液體中的溶解的氣體的形式或以揮發(fā)到氣體層中的液體的形式從液體直接提取，并且形成或代替液體上的連續(xù)的或不連續(xù)的氣體層的或氣泡的或空氣窩的氣體或部分氣體(“自回充氣體層”)，其中例如通過氣體層中的負壓而實現(xiàn)初始充氣或回充，所述負壓通過液體和氣體層之間的相對運動而產(chǎn)生，例如通過相對于水移動的船而產(chǎn)生。

主題2涉及根據(jù)主題1的裝置和涂層的使用，其特征在于，長期不變地或間歇地全部或部分暴露于液體的所述表面或界面借助于連續(xù)的或不連續(xù)的、長期不變地或間歇地存在的液體下的氣體層被防護(i)抗起霧，例如利用有機和無機化合物與來自液體的生物的和源于生物的成分的相互作用，和/或(ii)抗腐蝕和/或(iii)抵抗被液體和/或氣體、分子、復(fù)合體、液滴(在乳液的情況下)或溶解在液體中的固體顆?；瘜W(xué)侵蝕，和/或(iv)抗(生物)污損，其中所述污損特別地可以指生物污損，所述生物污損特別地呈藻類、貝類、小甲殼動物和/或其他海洋有機體的微污損、大型污損、侵蝕的形式或者這些形式的組合。

主題3涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，用于防護表面的裝置和涂層被應(yīng)用到船、快艇、小艇和其他水運工具或應(yīng)用到安置于海的技術(shù)設(shè)施和結(jié)構(gòu)，特別是石油平臺、離岸風(fēng)機、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)或者以位置固定或位置不固定的方式安置于?；虻械钠渌夹g(shù)設(shè)施，間歇地或長期不變地在水下或被水沖刷的浮標(biāo)、管道和纜線、驅(qū)動裝置、船表面、船推進器和控制裝置、窗等，船用舵、探照燈和其他發(fā)光的光學(xué)功能單元。

主題4涉及根據(jù)主題1的裝置和涂層，其特征在于，連續(xù)或不連續(xù)、長期不變地或間歇地存在的氣體層的氣體是空氣、氮氣、氧氣、二氧化碳、氬氣、氦氣或這些氣體的混合物，和/或所述液體是水、咸水、海水或酒精、水溶液或酒精溶液。

主題5涉及根據(jù)主題1的裝置和涂層，其中表面的涂層包括優(yōu)選地全部或部分具有疏水性或超疏水性表面的表面結(jié)構(gòu)、柱、毛發(fā)、釘，優(yōu)選地其特征在于，所述表面結(jié)構(gòu)、柱、毛發(fā)、釘?shù)绒D(zhuǎn)而被涂覆薄的疏水性涂層，所述薄的疏水性涂層優(yōu)選地為0.1nm至2μm厚，特別地0.1nm至100nm厚。

主題6涉及一種根據(jù)主題1或5的涂層，其特征在于，涂層表面結(jié)構(gòu)、柱、毛發(fā)、釘或其他結(jié)構(gòu)高度為0.01mm至5mm并且具有疏水性表面，所述疏水性表面具有或不具有親水性的小塊表面、端面或側(cè)面。

主題7涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，氣體保持涂層被應(yīng)用到管線的或化學(xué)反應(yīng)用的反應(yīng)器皿的外部或內(nèi)部、或者應(yīng)用到存儲液體用的容器的內(nèi)部。

主題8涉及一種根據(jù)主題1的涂層，其特征在于，利用槐葉萍效應(yīng)、松藻蟲效應(yīng)或借助于分層構(gòu)造的表面保持空氣。

主題9涉及根據(jù)主題1的裝置和涂層，其特征在于，表面涂層包含紡織品、織物、纖維復(fù)合物或可透氣涂層、半透膜或多微米孔層、多納米孔層，并且通過紡織品、織物、纖維復(fù)合物或可透氣涂層、半透膜或多微米孔層、多納米孔層中的所述孔和管道進行氣體供給和/或回充。

主題10涉及根據(jù)主題1的裝置和涂層，其特征在于，經(jīng)由小管嘴或微管嘴、優(yōu)選地經(jīng)由嵌合到結(jié)構(gòu)表面的表面結(jié)構(gòu)中的、特別優(yōu)選地位于表面層的材料去除凹部中的、例如位于毛發(fā)、柱或其他升高的表面結(jié)構(gòu)的基部的管嘴或微管嘴進行氣體的回充或者具有氣體層的表面的充氣(回充)，其中，在優(yōu)選的變形中，結(jié)構(gòu)或柱自身可以用作氣體供給管嘴或微管嘴。

圖19的a)示出由打蛋器形狀的元件組成的表面結(jié)構(gòu)。圖19的b)示出由皇冠形狀的元件組成的表面結(jié)構(gòu)。圖19的c)示出由疏水性毛發(fā)組成的表面結(jié)構(gòu)。圖19的d)示出由塔狀元件組成的表面結(jié)構(gòu)。

圖20示出表面覆蓋體或氣體保持層在船壁上的配置，其中氣體保持層被從避水側(cè)供給氣體。

圖21示出由壓凹部組成的表面結(jié)構(gòu)。圖22同樣也示出由壓凹部組成的表面結(jié)構(gòu)，其中表面可選地具有疏水性涂層。

用于應(yīng)用液體下氣體層的功能元件

總的來說，一個方面說明了液體下的表面上的氣體層，所述氣體層對于在船和管線的情況下的摩擦力的減小以及對于防護表面免受起霧、(生物)污損、腐蝕和化學(xué)侵蝕具有很大的技術(shù)意義。

借助于適當(dāng)?shù)谋砻娼Y(jié)構(gòu)，可以使粘著到表面的氣體層或氣泡層在液體下被夾帶。問題在于，這樣的表面經(jīng)常具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)并且經(jīng)常難以在諸如船用涂層需要的大的區(qū)域上生產(chǎn)。直接在造船廠或在離岸平臺等生產(chǎn)也可能有困難。

通過將所述結(jié)構(gòu)化的氣體保持表面應(yīng)用到模塊化載體(carrier)或通過將載體自身的表面結(jié)構(gòu)化而解決所述問題，其中所述模塊化載體可以是剛性的或彈性的或可延展的“塊材”或“板材”或金屬薄片(foil)或金屬薄片元件，所述元件優(yōu)選地可以由聚合物、陶瓷、金屬(鋼、銅、銀等)、紡織品、多孔材料、半導(dǎo)體材料或其他材料組成，并且所述元件具有結(jié)構(gòu)化表面或分層的結(jié)構(gòu)化表面用于保持空氣層。于是，模塊化載體自身通過粘合劑粘接、螺接、粘結(jié)、軟釬焊或無釬料焊接、或通過熱處理可逆地或不可逆地連接等方式被應(yīng)用到底層表面，或以其他方式緊固到產(chǎn)品或物體的要裝備液體下氣體層的表面。

一個方面涉及具有摩擦力減小特性、抗污損特性或具有用于在液體下保持氣體、或產(chǎn)生或建立氣體層特性的元件的模塊化裝置。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于局部復(fù)雜的表面結(jié)構(gòu)的可逆的而且也可回溯的、廉價的應(yīng)用。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，使用具有上述表面特性并且能夠例如通過粘合劑粘接甚至可回溯地被應(yīng)用到例如船的外部或管線的內(nèi)部的表面的模塊化面積元件(所述元件是本發(fā)明的主題)。

可選的變形和特征涉及：

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用；

●柔性面積元件的應(yīng)用；

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用；

●全部或部分船表面的涂層；

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用；

●由銅或銀組成的表面和/或表面結(jié)構(gòu)的使用；

●由鐵或鋼組成的表面和/或表面結(jié)構(gòu)的使用；

●不具有或具有涂層的表面、表面結(jié)構(gòu)、柱、脊柱、紡織品、纖維結(jié)構(gòu)、纖維氈以及由鐵或鐵合金、鋼或高級鋼組成的網(wǎng)的使用，在具有涂層的情況下，所述涂層優(yōu)選地通過薄的聚合物涂層實現(xiàn)；

●陶瓷表面結(jié)構(gòu)的使用；

●由聚合物、樹脂、環(huán)氧樹脂組成的表面和/或表面結(jié)構(gòu)的使用；

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用；

●形成、建立或僅保持液體下的氣窩或氣泡的規(guī)則的或不規(guī)則的圖案的表面的使用；

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力；

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用；

●上述氣體層的充氣(“補充”)與用于人工地再填充或補充氣體層的另外的裝置的組合，所述裝置例如是毛細管、膜、紡織品等；

●表面的具有特氟龍、聚四氟乙烯及其衍生物、特別地還有所述物質(zhì)的微米粒和納米粒的涂層；

●表面的具有市場上可買到的抗粘著噴劑或其他微米粒和納米粒的涂層；

●由聚合物、樹脂、pdms、硅、二氧化硅和氫氧化硅、金屬、鋼和鋼纖維、高等級鋼、環(huán)氧樹脂組成的表面結(jié)構(gòu)的使用；

●在具有或沒有隨后的表面功能化或涂層的情況下，例如利用特氟龍或納米特氟龍(優(yōu)選地層厚為0.15nm至500nm)，將表面結(jié)構(gòu)壓印到包括船用漆的漆中；

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解方式測量和控制氣體層的狀態(tài)并且根據(jù)需要自動地觸發(fā)氣體補充的測量和/或控制和/或調(diào)節(jié)裝置結(jié)合；

●船用表面的全部或部分涂層；

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用；

●具有連續(xù)空氣層的表面的使用；

●在液體下形成、建立或保持規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡圖案的表面的使用；

●疏水性或超疏水性表面和氣體保持表面用的表面結(jié)構(gòu)的使用；

●毛發(fā)、柱、皇冠結(jié)構(gòu)、打蛋器結(jié)構(gòu)、塔式或其他升高的結(jié)構(gòu)的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)；

●壓凹部、中空、孔、材料去除凹部以及其他材料去除凹部的結(jié)構(gòu)的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)；

●毛發(fā)、柱、皇冠結(jié)構(gòu)、打蛋器結(jié)構(gòu)、塔式或其他升高的結(jié)構(gòu)以及壓凹部、中空、孔、材料去除凹部的組合的使用，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為用于將氣體保持在所述結(jié)構(gòu)中或所述結(jié)構(gòu)之間的表面設(shè)置有液體排斥涂層(如果所述液體是水，則利用疏水性或超疏水性涂層)；

●用于控制和/或調(diào)節(jié)供給到排出口的氣體的、影響氣體層的初始填充或再填充的閥、流量調(diào)節(jié)器和致動元件的使用。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

一種用于保持水下空氣層或更一般地保持液體下氣體層的裝置，特征在于，氣體層被分成各個“隔間”；邊緣處的面積元件特別地通過較密毛發(fā)的區(qū)域、通過以高密度配置的親水性網(wǎng)狀物或釘或者通過突出的親水性壁、也就是說向上突出一定程度的親水性壁防護邊緣區(qū)域的氣體的逸出。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于，

(i)空氣在涂層的邊緣處逸出，以及

(ii)在大范圍表面覆蓋有氣體層的情況下，相當(dāng)大的壓力差經(jīng)常存在于層的不同點之間。一種示例是水下的豎直壁。歸因于隨著水深線性增大的靜水壓力，表面的不同點承受不同的靜壓。如果表面裝備有氣體保持層并且由此被液體下的氣體層覆蓋，則氣體被強制從高壓區(qū)域到達低壓區(qū)域。由此不形成厚薄均勻的氣體層，甚至更嚴(yán)重地是較高壓力區(qū)域中的氣體層最終將逸出。

(iii)如果層中的壓力梯度不是基于靜水壓力而是基于例如歸因于表面上的不同位置處的周圍液體的流速差的動壓差，則也存在相應(yīng)的問題。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，以氣體保持表面不保持連續(xù)的氣體層的方式解決該問題，替代的是氣體層被分成各個“隔間”；被密封防氣體流動并且各個均足夠小的片段——特別地，在存在重力的壓力梯度時具有足夠小的豎直范圍——使得隔間中的壓差足夠小以避免氣體在隔間中的相當(dāng)不均勻的分布，也就是說避免空氣層厚度的差過大。

在根據(jù)本發(fā)明的又一方法和根據(jù)本發(fā)明的又一裝置中，又一種情況是氣體保持表面的邊緣和各個隔間的邊緣通過特殊措施防護邊緣處的氣體逸出，其中所述措施可以是氣體保持結(jié)構(gòu)的面積密度的增大，親水性釘?shù)姆糯?、線性擴展的(linearlyextensive)結(jié)構(gòu)的使用、界定網(wǎng)狀物、毛發(fā)或釘?shù)奶厥庥H水性涂層。

可選的變形和特征涉及：

●呈具有期望的表面特性的塊材、板材等(下文中也稱為“空氣塊材”)形式的應(yīng)用；

●柔性面積元件的應(yīng)用；

●通過可逆的或不可逆的粘接劑接合的應(yīng)用；

●船用表面的全部或部分涂層；

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用；

●具有連續(xù)空氣層的表面的使用；

●在液體下僅形成、建立或保持規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡圖案的表面的使用；

●作為具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力；

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

空氣塊材的新概念：

-保持液體下的空氣層的塊材和金屬薄片或金屬薄片元件；

-能夠以模塊化、柔性方式應(yīng)用到平滑的或粗糙的、彎曲的或不彎曲的任意尺寸表面；

-能夠容易地應(yīng)用到現(xiàn)有的表面；

-具有液體下的空氣層——或更一般地：氣體層——的塊材；

-模塊化；

-能夠容易地應(yīng)用到現(xiàn)有的表面；

-在液體下例如在水下保持或建立氣體層的塊材(也就是說具有任意期望形狀的面積元件)；

-和所述元件的配置；

-和在其內(nèi)外表面上具有所述元件的例如船或管線等設(shè)備；

-在液體下例如在水下保持或建立氣體層的塊材(也就是說具有任意期望形狀的面積元件)；

-和所述元件的配置；

-包括完全覆蓋所述區(qū)域的周期性排列的面積元件；

-和在其內(nèi)外表面上具有所述元件的例如船或管線等設(shè)備；

-在塊材中沒有大的壓力梯度；

-塊材中的靜水壓力差最多為液體的密度×塊材的高度×重力加速度；

-由于邊緣效應(yīng)而產(chǎn)生的問題通過塊材內(nèi)的區(qū)域化和邊緣密封來解決；

-在具有能回充的氣體層的系統(tǒng)的情況下，供給線路或充氣系統(tǒng)可以被整合到模塊或模塊化載體中；

-模塊化概念；

-簡單組裝；

-損壞的塊材的簡單更換；

-由于柔性載體，也能夠應(yīng)用到彎曲表面；

-可逆的涂層；

-已經(jīng)在技術(shù)上實現(xiàn)了粘接劑粘接和脫粘；

-不要求特別的船構(gòu)造；

-不要求特定的底層表面；

-高度適合于巨大的整修市場；

-并且用于新船。

空氣塊材的新概念：

-甚至局部涂層也是可能的；

-短的組裝時間；

-適用于船尺寸的廣泛變化；

-升級由此非常容易地成為可能；

-不必要生產(chǎn)大表面，僅生產(chǎn)大單位數(shù)量的各個塊材或金屬薄片元件或金屬薄片卷材；

-對于空氣保持層、載體材料和粘接劑來說材料可以廣泛變化；

-這允許簡單地適應(yīng)環(huán)境條件(淡水、咸水等)；

-載體元件(“空氣塊材”或“塊材”)的表面內(nèi)的各個元件(優(yōu)選地0.2cm×0.2cm到10cm×10cm)借助于優(yōu)選為親水性邊緣的終結(jié)邊緣被分割為空氣保持表面單元；

-概念：創(chuàng)建用于分割的隔間從而防止空氣在隔間之間交換；

-10cm×10cm到100cm×100cm作為空氣塊材(在隔間組裝在各塊材的情況下)的優(yōu)選尺寸并且利用空氣塊材的組裝來覆蓋更大的面積；

-空間上可以選擇在哪里利用模塊化涂層減小摩擦力并且可以按照要求選擇在哪里利用模塊化涂層減小摩擦力；

-實際操作條件下的空氣保持；

-歸因于模塊化方法，根據(jù)局部需要的功能和(空氣保持所用的)局部現(xiàn)行壓力和流動條件以及(與生物污損有關(guān)的)光照條件，可以在要被涂覆的物體例如船的不同點處同時安裝具有不同涂層的不同類型的塊材、金屬薄片或金屬薄片元件。

模塊化概念：

-簡單組裝；

-損壞的塊材的簡單更換；

-進一步的優(yōu)點：將表面涂層的生產(chǎn)位置與所述表面涂層被應(yīng)用到表面例如船的位置分離開。這是重要的，因為局部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的、用于在液體下保持氣體的表面的生產(chǎn)要求專門的生產(chǎn)過程，所述生產(chǎn)過程不能通過鄰近要被涂布的每條船的生產(chǎn)設(shè)備或甚至不能在離岸區(qū)域的海中容易地實施。

-進一步的優(yōu)點：緊湊的生產(chǎn)廠房，因為不需要生產(chǎn)極大的表面，而僅需要生產(chǎn)小塊材或金屬薄片元件或金屬薄片網(wǎng)狀物。

-進一步的優(yōu)點：要被覆蓋的表面的尺寸不受生產(chǎn)廠房的尺寸的限制：利用足夠數(shù)量的小塊材，能夠覆蓋任意尺寸的表面。

-因而產(chǎn)生的重大優(yōu)點：生產(chǎn)過程不需要被升級到比各個塊材或各個金屬薄片網(wǎng)狀物或各個金屬薄片元件(＝具有一定尺寸和形狀的一個表面元件)大的表面。

-無毒；

-便宜；

-重量輕；

-視覺上吸引人并且能夠適用于船的外觀(顏色、徽記等)；

-不可燃并且不易燃；

-能夠容易地與基于其他摩擦力減小技術(shù)的塊材(具有鯊魚皮/海豚皮、疏水性或超疏水性表面等的塊材)組合；

-在附著過程中不需要特別的專門知識；

-不需要專門的裝備；

-在工廠便宜地批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品而不是在船所在位置使用專門的機器進行麻煩的專門涂布。

目標(biāo)：持久的水下空氣層

內(nèi)容：人工表面上的空氣保持

空氣保持：-長期不變或暫時受限

-負壓下

-在流動梯度中。

優(yōu)點和特性：

-模塊化生產(chǎn)，適用于任意物體尺寸和物體形狀，表面能夠被完全覆蓋；

-長期不變的空氣保持；

-在負壓下的空氣保持；

-在流動梯度中的空氣保持。

圖23示出船2′，船2′的壁設(shè)置有多個塊材6或板材(“空氣塊材”)使得氣體保持層防護船壁免受水的影響。

圖24示出具有用于將氣體保持層10的多個區(qū)域流體地彼此分開的分隔物42的表面覆蓋體或塊材6。

圖25示出塊材或板材(“空氣塊材”)。

圖26示出通過設(shè)置有塊材6或板材(“空氣塊材”)的船壁的部分。

空氣保持表面或氣體保持表面的使用

總的來說，一個方面說明了水下或一些其他液體下的空氣保持表面或氣體保持表面的使用，所述空氣保持表面或氣體保持表面用于下述目的：防護表面免受液體或液體中包含的成分、離子或添加劑和組分的腐蝕，所述組分包括液體中包含的可能的活性固體顆粒。

防護表面免受腐蝕具有大的技術(shù)重要性。特別地，液體下的、諸如水下的、特別是咸水下的例如金屬表面等固體表面承受強烈的腐蝕侵襲。盡管設(shè)置防腐蝕漆涂層在這里是有利的，但也伴有相當(dāng)大的缺點。這些缺點特別地包括：(i)隨著時間過去，漆變脆、產(chǎn)生裂紋并且脫離，(ii)漆經(jīng)常將有毒組分釋放到水里，(iii)漆在較高溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用中經(jīng)常表現(xiàn)出僅有限的長期溫度耐久性，以及(iv)它們自身在下述情況下經(jīng)常不足以抵抗液體介質(zhì)：特別地在使用化學(xué)侵蝕性介質(zhì)下的情況，所述化學(xué)侵蝕性介質(zhì)諸如是酸、鹵水、強氧化劑或還原劑。

利用根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，所述四個問題被解決為：完全防止液體介質(zhì)與容器或與管道或其他壁接觸，替代地，使用包括空氣(或其他一些氣體)的容器和器皿，也就是說，在實際器皿壁或管壁或其他邊界之間，包括氣體(所述氣體優(yōu)選地在給定的化學(xué)環(huán)境中是惰性的)的層作為氣體層被應(yīng)用到表面，由此防止了活性液體和器皿壁之間的接觸，其中，為了將持久的氣體層應(yīng)用到表面，例如使用槐葉萍效應(yīng)或松藻蟲效應(yīng)應(yīng)用氣體保持涂層。

可選的變形和特征涉及：

●使用氣體層也為了下述目的：氣體交換、引入反應(yīng)氣體(試劑)、去除反應(yīng)產(chǎn)品、或清洗和沖洗。

●柔性氣體保持表面元件的應(yīng)用。

●船用表面的全部或部分涂層。

●具有連續(xù)空氣層的表面的使用。

●在液體下形成、建立或僅保持規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡圖案的表面的使用。

●使用所述氣體層或所述液體下的氣窩或氣泡圖案也用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

使用周期性或非周期性的金屬制釘(小的金屬棒或尖狀物或絲，垂直地或傾斜地直立于所應(yīng)用的表面)的陣列生產(chǎn)保持液體下氣體的表面，所述金屬制釘優(yōu)選地由高級鋼組成，具有或不具有用于再填充氣體層的毛細管，利用或不利用槐葉萍效應(yīng)，所述槐葉萍效應(yīng)利用疏水性金屬釘?shù)亩瞬可系挠H水性區(qū)域。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

問題在于基于宿生槐葉萍或松藻蟲類青岡的示例在技術(shù)上實施所述表面，例如，使得它們在深海航運的機械和化學(xué)要求操作條件下表現(xiàn)出長的使用壽命，例如：

●由此在強烈的浪涌和波涌出現(xiàn)時需要確保涂層的機械穩(wěn)定性

●以及海水的腐蝕作用下的相應(yīng)的耐腐蝕性。

滿足兩種所述條件的理想材料是高級鋼。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，保持水下空氣的相應(yīng)的層被設(shè)計成使得所述層的主要成分(優(yōu)選地還有為了保持氣體層的目的而應(yīng)用到表面的毛發(fā)、柱或其他結(jié)構(gòu))是由鋼組成，優(yōu)選地為不銹的高級鋼組成。

又一優(yōu)點在于，在方法的一個變形中，空氣保持結(jié)構(gòu)可以完全地或部分地由高級鋼套管形成，在所述鋼套管的側(cè)面或端部處具有開口，如果氣體損失，則經(jīng)由所述開口能夠?qū)諝饣驓怏w層再填充(“回充”)氣體。

另外的變形或特征涉及：

●金屬片或鋼片的應(yīng)用。

●小鋼釘陣列的應(yīng)用。

●鋼、鐵和鐵合金、或者還有其他金屬或碳纖維作為空氣保持結(jié)構(gòu)的使用。

●金屬氈或金屬絲網(wǎng)或織物的使用。

●通過金屬制表面的壓印或其他機加工的金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●壓印的或其他構(gòu)造的金屬片材或金屬薄片的使用，包括薄的和極薄的鋼片材的使用。

●形成、建立或僅保持液體下的氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則圖案、而不是連續(xù)氣體層的表面結(jié)構(gòu)的使用。

●用于減小液體中摩擦力的使用。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

使用水下或一些其他液體下的空氣保持表面或氣體保持表面，以防護在例如水結(jié)冰等的液體凝固時到固體壁或器皿表面的粘著。

例如在制冰機或在冰箱的冰室中用于凝固的諸如水的介質(zhì)將被引入的容器通常具有兩個問題：(i)凝固過程期間的熱收縮或熱膨脹，和(ii)凝固的介質(zhì)到容器壁的粘著。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，憑借裝備有氣體保持涂層的器皿并且液體自身由此不與器皿壁或管道壁接觸而解決粘著問題。如果氣體保持結(jié)構(gòu)被制成為彈性的——優(yōu)選地制成相對于表面傾斜——并且還足夠長，使得在相變期間氣體保持結(jié)構(gòu)能夠通過結(jié)構(gòu)的變形和它們的傾斜角的變化以及層的氣體體積的同時變化來補償膨脹和收縮，則問題(i)也被解決?？蛇x地使用彈性的器皿壁，所述器皿壁由例如橡膠、硅橡膠等構(gòu)成，于是支承氣體保持涂層。

另外的變形或特征涉及：

●具有期望的表面特性的塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●全部或部分器皿壁和表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下的氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣構(gòu)成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

一種用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置，特征在于，氣體層不具有連續(xù)的形式而是呈表面上的預(yù)定點處的小氣泡的陣列的形式，在優(yōu)選的實施方式中，構(gòu)造為氣泡通過表面的地形結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)功能化而形成在表面上的預(yù)定點處，對于氣泡的穩(wěn)定性就能量而言表現(xiàn)出優(yōu)選性，其中，在方法的優(yōu)選變形中，成核中心形成在氣泡要形成的位置處并且成核中心的特征在于下述事實——例如借助于表面的地形粗糙度或化學(xué)不均勻性增大的點——它們在限定的位置局部地減少用于形成氣泡的活化能。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

然而，問題存在于：

(i)空氣在涂層的邊緣處逸出，以及

(ii)在大范圍表面覆蓋有氣體層的情況下，相當(dāng)大的壓力差經(jīng)常存在于層的不同點之間。一種示例是水下的豎直壁。歸因于隨著水深線性增大的靜水壓力，表面的不同點承受不同的靜壓。如果表面裝備有氣體保持層并且由此被液體下的氣體層覆蓋，則氣體被強制從高壓區(qū)域到達低壓區(qū)域。由此不形成厚薄均勻的氣體層，甚至更嚴(yán)重地是較高壓力區(qū)域中的氣體層最終將逸出。

(iii)如果層中的壓力梯度不是基于靜水壓力的壓力梯度而是基于動壓差的壓力梯度，則也存在相應(yīng)的問題，所述動壓差是例如由于表面不同位置處的周圍液體的流速差引起。

(iv)問題也存在于局部復(fù)雜的表面結(jié)構(gòu)的可逆的而且也可回溯的、廉價的應(yīng)用。

(v)也期望用于實現(xiàn)空氣層的重生或者——理想地——空氣層的自重生的簡單部件。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，替代連續(xù)的空氣層或空氣層的隔間，使用多個單個氣泡的配置，多個單個氣泡優(yōu)選地以由表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的方式形成在期望位置處。為此目的，制作和使用了用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置，特征在于，氣體層不具有連續(xù)的形式而是呈表面上的預(yù)定點處的小氣泡的陣列的形式，在優(yōu)選的實施方式中，構(gòu)造為氣泡通過表面的地形結(jié)構(gòu)和/或化學(xué)功能化而形成在表面上的預(yù)定點處，對于氣泡的穩(wěn)定性就能量而言表現(xiàn)出優(yōu)選性，其中，在方法的優(yōu)選變形中，成核中心形成在氣泡要形成的位置處并且成核中心的特征在于下述事實——例如借助于表面的地形粗糙度或化學(xué)不均勻性增大的點——它們在限定的位置局部地減少用于形成氣泡的活化能。

在所述裝置的一個變形中，使用具有上述表面特性并且能夠例如通過粘結(jié)劑粘接甚至可回溯地被應(yīng)用到所述表面的面積元件(其是平行提交的發(fā)明的主題)，所述表面例如是船的外部或管線的內(nèi)部。

另外的變形或特征涉及：

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●全部或部分船表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下的氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣構(gòu)成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置，其特征在于，所述液體下氣體層自主地形成，也就是說不需要引入水下空氣層，而是例如通過利用溶解在液體中的氣體分子或液體在負壓下的蒸發(fā)而自己形成的連續(xù)的或不連續(xù)的氣體層(后者呈表面上的氣泡的形式)，特征在于，通過地形和/或化學(xué)構(gòu)造，制作了下述區(qū)域：在所述區(qū)域中，液體的進入將耗費如此高水平的表面能量，使得在方法的一個變形中，液體下的液體自由區(qū)域通過在毛發(fā)或具有特別形狀的尖狀物的表面上周期性或非周期性配置而自主形成(“氣窩”)，優(yōu)選地為通過不潤濕的毛發(fā)或完全或部分地包圍所形成的氣泡而形成的開放的或封閉的“王冠”的其他結(jié)構(gòu)的表面上周期性或非周期性配置而自主形成(“氣窩”)。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于，在不利的操作條件下(船用涂層等情況下的波涌、波沖擊)或經(jīng)過較長的時間段，部分的或全部的、局部的或大面積的氣體損失在有些地方發(fā)生或全面地發(fā)生。

氣體的后續(xù)的人工再填充或補充是麻煩的，需要監(jiān)測并且需要穩(wěn)定的、可能昂貴的設(shè)備用于填充和監(jiān)測，在空氣層為隔間結(jié)構(gòu)的情況下甚至需要用于各隔間的填充工具，并且在氣泡結(jié)構(gòu)的情況下甚至需要用于各氣泡的填充工具。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，所述問題被解決為使用一種用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置，其特征在于，所述液體下氣體層自主地形成，也就是說不需要引入水下空氣層，而是例如通過利用溶解在液體中的氣體分子或液體在負壓下的蒸發(fā)而自己形成的連續(xù)的或不連續(xù)的氣體層(后者呈表面上的氣泡的形式)，特征在于，通過地形和/或化學(xué)構(gòu)造，制作了下述區(qū)域：在所述區(qū)域中，液體的進入將耗費如此高水平的表面能量，使得在方法的一個變形中，液體下的液體自由區(qū)域通過在毛發(fā)或具有特別形狀的尖狀物的表面上周期性或非周期性配置而自主形成(“氣窩”)，優(yōu)選地通過不潤濕的毛發(fā)或完全或部分地包圍所形成的氣泡而形成開的放的或封閉的“王冠”的其他結(jié)構(gòu)的表面上周期性或非周期性配置而自主形成(“氣窩”)。

在所述裝置的一個變形中，使用具有上述表面特性并且能夠例如通過粘結(jié)劑粘接甚至可回溯地被應(yīng)用到所述表面的面積元件(其是平行提交的發(fā)明的主題)，所述表面例如是船的外部或管線的內(nèi)部。

另外的變形或特征涉及：

●上述氣體層的自充氣與用于人工地再填充或補充氣體層的另外的裝置的組合，所述裝置例如是毛細管、膜、紡織品等。

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解方式測量和控制氣體層的狀態(tài)并且根據(jù)需要自動地觸發(fā)補充的測量和/或控制和/或調(diào)節(jié)裝置結(jié)合。

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●全部或部分船表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則的圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

用于保持液體下空氣或氣泡(“空氣窩”)的裝置，其特征在于，使用具有開放的或封閉的皇冠結(jié)構(gòu)的毛發(fā)或者直接在表面上簡單彎曲作為群組的毛發(fā)的群組形成皇冠，也就是說開放的“器皿”，空氣或氣泡被封閉在所述器皿中并且甚至在流動的介質(zhì)中或?qū)Ω×ψ饔玫姆醋饔弥斜焕喂痰乇３衷谝后w下——在優(yōu)選實施方式中，毛發(fā)表面裝備有疏水性或超疏水性表面或表面涂層，同樣優(yōu)選地，彈性毛發(fā)在機械負載下能夠與氣泡一起變形，另外，在本發(fā)明的一個變形中，使用皇冠中的氣泡作為成核中心，用以自主或人工再填充出自皇冠中的氣泡的氣體層。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于在限定位置處的各個氣泡的受控成核和保持，以及所述氣泡關(guān)于外力的牢固保持。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，制作和使用用于保持液體下空氣或氣泡(“空氣窩”)的裝置，特征在于，使用具有開放的或封閉的皇冠結(jié)構(gòu)的毛發(fā)或者直接在表面上簡單彎曲作為群組的毛發(fā)的群組形成皇冠，也就是說開放的“器皿”，空氣或氣泡被封閉在所述器皿中并且甚至在流動的介質(zhì)中或?qū)Ω×ψ饔玫姆醋饔弥斜焕喂痰乇３衷谝后w下——在優(yōu)選實施方式中，毛發(fā)表面裝備有疏水性或超疏水性表面或表面涂層，同樣優(yōu)選地，彈性毛發(fā)在機械負載下能夠與氣泡一起變形，另外，在本發(fā)明的一個變形中，使用皇冠中的氣泡作為成核中心，用以自主或人工再填充用出自皇冠中的氣泡的氣體層。

在方法的一個變形中，使用不直接位于表面上但是位于多芯或分叉的莖的莖端部上的開放的或封閉的皇冠(開放的或封閉的“打蛋器結(jié)構(gòu)”)。

在所述裝置的一個變形中，使用具有上述表面特性并且能夠例如通過粘結(jié)劑粘接甚至可回溯地被應(yīng)用到所述表面的面積元件(其是平行提交的發(fā)明的主題)，所述表面例如是船的外部或管線的內(nèi)部。

另外的變形或特征涉及：

●使用彈性毛發(fā)或用于形成皇冠結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。

●使用完全地或部分地具有疏水性或超疏水性的表面、或者完全地或部分地設(shè)置有疏水性或超疏水性涂層的毛發(fā)或皇冠。

●使用開放的或封閉的皇冠結(jié)構(gòu)。

●與氣體保持底層(“通氣組織”)組合使用。

●由聚合物、金屬或陶瓷材料生產(chǎn)皇冠結(jié)構(gòu)。

●通過主結(jié)構(gòu)的成型和/或通過三維激光構(gòu)造生產(chǎn)皇冠結(jié)構(gòu)，或者通過三維激光構(gòu)造或激光蝕刻生產(chǎn)主結(jié)構(gòu)以及所述結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生反轉(zhuǎn)過程或發(fā)生反轉(zhuǎn)過程之后的后續(xù)成型。

●上述氣體層的自充氣與用于人工再填充或補充氣體層的另外的裝置組合，所述裝置例如是毛細管、膜、紡織品等。

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解方式測量或控制氣體層的狀態(tài)并且根據(jù)需要自動觸發(fā)補充的測量和/或控制和/或調(diào)節(jié)裝置結(jié)合。

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆或不可逆的粘接劑接合的應(yīng)用。

●全部或部分船表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則的圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置，其特征在于，在保持空氣的層下，例如基于槐葉萍或松藻蟲的示例，具有多孔的、多微米孔的或多納米孔的、疏水性的或超疏水性的層，所述層在空氣層上有機械載荷的情況下能夠作為空氣存儲器，使得空氣層不釋放而是被強制進入空氣存儲層，在載荷停止作用之后，空氣層再次被部分地或全部地釋放。

保持液體下例如水下的氣體層具有很大的技術(shù)意義。所述表面例如在船用涂層領(lǐng)域，尤其對于減小摩擦力和達到抗污損作用具有很大的應(yīng)用潛能。

已經(jīng)在實驗室規(guī)模上生產(chǎn)出這樣的表面。其中，槐葉萍效應(yīng)、基于松藻蟲、鯊魚皮、海豚皮效應(yīng)的示例的分層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地實現(xiàn)。

問題存在于，在不利的操作條件下(船用涂層等情況下的波涌、波沖擊)或經(jīng)過較長的時間段，部分的或全部的、局部的或大面積的氣體損失在有些地方發(fā)生或全面地發(fā)生。

氣體的后續(xù)的人工再填充或補充是麻煩的，需要監(jiān)測并且需要穩(wěn)定的、可能昂貴的設(shè)備用于填充和監(jiān)測，在空氣層為隔間結(jié)構(gòu)的情況下甚至需要用于各隔間的填充工具，并且在氣泡結(jié)構(gòu)的情況下甚至需要用于各氣泡的填充工具。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，通過設(shè)置空氣用的保護性回撤設(shè)施防止壓力載荷作用在層上的情況下空氣的損失。這通過使用用于保持水下空氣層或一般地液體下氣體層的裝置而實現(xiàn)，所述裝置的特征在于，在保持空氣的層下，例如基于槐葉萍或松藻蟲的示例，具有多孔的、多微米孔的或多納米孔的、疏水性的或超疏水性的層，所述層在空氣層上有機械載荷的情況下能夠充當(dāng)空氣存儲器，使得空氣層不釋放而是被強制進入通氣組織，在載荷停止作用之后，空氣層再次被釋放。

在所述裝置的另外的變形中，使用具有上述表面特性并且能夠例如通過粘結(jié)劑粘接甚至可回溯地被應(yīng)用到所述表面的面積元件(其是平行提交的發(fā)明的主題)，所述表面例如是船的外部或管線的內(nèi)部。

另外的變形或特征涉及：

●使用呈細薄毛發(fā)或金屬絲的稠密配置形式的空氣存儲層，所述細薄毛發(fā)或金屬絲呈“皮毛”形式。

●使用呈細薄毛發(fā)或金屬絲的稠密配置形式的空氣存儲層，所述細薄毛發(fā)或金屬絲呈混亂的氈或纖維網(wǎng)絡(luò)的形式或優(yōu)選地定向纖維的形式。

●使用如以上剛剛描述的空氣存儲層，其中氈或網(wǎng)絡(luò)由紡織用纖維或金屬絲構(gòu)造。

●使用呈多孔的、多微米孔的或多納米孔的材料形式的空氣存儲層。

●使用如以上剛剛描述的空氣存儲層，其中多孔材料是聚合物或金屬或陶瓷材料。

●使用如以上剛剛描述的空氣存儲層，其中多孔材料是共混聚合物層(polymerblendlayer)，通過選擇性溶劑優(yōu)選地在具有伴隨相分離的層形成過程之后從所述共混聚合物層中去除了一種聚合物成分，以此方式，生產(chǎn)了一種多孔層，所述多孔層于是在對孔內(nèi)表面和/或?qū)颖砻孢M行或不進行另外的疏水化的情況下用作空氣存儲器。

●使用生產(chǎn)金屬制的層或陶瓷層用的前體物(precursor)作為兩種成分之一，并且通過后續(xù)的熱處理生產(chǎn)這樣的多孔金屬制的層或陶瓷層。

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●全部或部分船表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下氣窩或氣泡的規(guī)則或不規(guī)則的圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

由空氣或氣體球組成的滾珠軸承：通過涂布或部分地涂布有氣泡，優(yōu)選地“空氣窩”中的氣泡的配置、缺口部件或夾持部件減小液體下表面的摩擦力，其中所述缺口部件或夾持部件是從能量方面優(yōu)選的并且被鎖定以防止脫離、可能直接位于表面上但是自身可能轉(zhuǎn)而位于毛發(fā)的或棒狀物的或微型板簧或其他保持部件的端部上，以及從所述類型的氣體球形成旋轉(zhuǎn)軸承、防摩軸承和滑動軸承，其中被鎖定的氣體球執(zhí)行傳統(tǒng)的滾珠軸承中的球的功能——具有下述優(yōu)點：自回充、無磨損并且由此關(guān)于機械性擦傷的無限使用壽命，并且具有無刮擦下來的顆粒(必定保持懸浮，導(dǎo)致進一步的機械性磨損，顆粒能夠被沉積并且形成限制機械運動部件的使用壽命的固體沉積物)和無需潤滑劑(油等、老化、必須更換、有毒并且與活體生物不相容、必須被清理)的另外的優(yōu)點。

例如具有長的使用壽命、低磨損和低摩擦，并且其中特別是啟動時的粘著摩擦和長的停滯期期間的軸承損壞被消除的滾動軸承、防摩軸承和滑動軸承等軸承的發(fā)展是一種技術(shù)挑戰(zhàn)。磁懸浮軸承是昂貴的并且不能在所有的環(huán)境條件下使用。

特別地在液體下，首要的是如果這些液體還是腐蝕性液體(諸如咸水)或化學(xué)侵蝕性液體(酸、鹽水、氧化劑)，則存在實際的技術(shù)問題。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，通過使用滾珠軸承、防摩軸承和滑動軸承解決問題，所述滾珠軸承、防摩軸承和滑動軸承包括空氣泡或氣泡和所述球的配置(對于滑動軸承來說，例如涂布有由液體下氣體(氣泡)組成的這樣的球的平面)：通過涂布或部分地涂布有氣泡，優(yōu)選地“空氣窩”中的氣泡的配置、缺口部件或夾持部件實現(xiàn)液體下表面的摩擦力的減小，其中所述缺口部件或夾持部件是從能量方面優(yōu)選的并且被鎖定以防止脫離、可能直接位于表面上但是自身可能轉(zhuǎn)而位于毛發(fā)的或棒狀物的或微型板簧或其他保持部件的端部上，以及從所述類型的氣體球形成旋轉(zhuǎn)軸承、防摩軸承和滑動軸承，其中被鎖定的氣體球執(zhí)行傳統(tǒng)的滾珠軸承中的球的功能——具有下述優(yōu)點；自回充、無磨損并且由此關(guān)于機械性擦傷的無限使用壽命，并且具有無刮擦下來的顆粒(必定懸浮地保持，導(dǎo)致進一步的機械性磨損，顆粒能夠被沉積并且形成限制機械運動部件的使用壽命的固體沉積物)和無需潤滑劑(油等、老化、必須更換、有毒并且與活體生物不相容、必須被清理)的另外的優(yōu)點。

另外的變形和特征涉及：

●使用持續(xù)的氣體層或由保持在表面上的氣體層組成的隔間，替代各個氣體球(氣泡)。

●使用位置固定的、鎖定的氣泡。

●使用位置不固定的或沒有被鎖定的氣泡，所述氣泡與“標(biāo)準(zhǔn)”滾珠軸承的能夠在其滾珠隔離圈中移動并且可能與其滾珠隔離圈一起移動的滾珠類似，能夠在限定的環(huán)境中移動。

●與在氣體損失的情況下借助于用于人工再填充或補充氣體層的另外的裝置為氣體層或氣體球充氣(“補充”)的設(shè)施組合，所述另外的裝置例如是毛細管、膜、紡織品等。

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解的方式測量或控制氣體層的狀態(tài)并且在需要時自動觸發(fā)補充的測量和/或控制和/或調(diào)整裝置結(jié)合。

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●全部或部分船表面的涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

具有由空氣組成的壁的化學(xué)反應(yīng)器皿、管和管道：對液體的反應(yīng)或其中包含有固體成分和顆粒的液體的反應(yīng)具有穩(wěn)定形式的化學(xué)反應(yīng)器皿的使用，特征在于，反應(yīng)器皿壁(所述壁在優(yōu)選的設(shè)計變形中是尺寸穩(wěn)定的并且是尺寸受限定的)由空氣或氣體層組成，所述空氣或氣體層通過涂布有液體下氣體保持用的結(jié)構(gòu)的固體器皿壁產(chǎn)生，以及這種裝置用于執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)和物理化學(xué)處理的使用，在方法的一個變形中，利用氣體層的另外的應(yīng)用來供給反應(yīng)試劑并且排放反應(yīng)產(chǎn)物，在方法的另一個變形中，利用氣體層通過氣體進行清洗和沖刷、監(jiān)測反應(yīng)器皿中的壓力、排放或供給熱能或者進行所述事項的組合。

為極端條件下、高溫下的反應(yīng)或與化學(xué)反應(yīng)性液體介質(zhì)的反應(yīng)提供適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器皿對器皿壁提出了高要求。

另一個問題在于，在與液體接觸之后，在另一種液體能夠被引入器皿中或經(jīng)過管線路前，器皿壁經(jīng)常必須以麻煩的方式清洗。這特別地應(yīng)用在食品用的器皿的情況下。在有毒液體輸送到器皿中或管線中之后，所述器皿或管線在被填充諸如飲料、奶等液體食品之前必須仔細地清洗。

在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，所述問題被如下解決：器皿壁不與液體接觸，因此，液體殘余也不可能留在器皿壁上，并且憑借持續(xù)的氣體層被引入液體和器皿壁之間的事實，化學(xué)反應(yīng)也不可能發(fā)生在液體和器皿壁之間。實際上，使用“具有由空氣組成的壁的化學(xué)反應(yīng)器皿、管和管道”：對液體的反應(yīng)或其中包含有固體成分和顆粒的液體的反應(yīng)具有穩(wěn)定形式的化學(xué)反應(yīng)器皿的使用，特征在于，反應(yīng)器皿壁(所述壁在優(yōu)選的設(shè)計變形中是尺寸穩(wěn)定的并且是尺寸受限定的)由空氣或氣體層組成，所述空氣或氣體層通過涂布有液體下氣體保持用的結(jié)構(gòu)的固體的器皿壁產(chǎn)生。

還要求權(quán)利的是使用上述裝置執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)和物理化學(xué)處理，在方法的一個變形中，利用氣體層的另外的應(yīng)用來供給反應(yīng)試劑并且排放反應(yīng)產(chǎn)物。

方法的另一個變形包含利用氣體層通過氣體進行清洗和沖刷、監(jiān)測反應(yīng)器皿中的壓力、排放或供給熱能或者進行所述事項的組合。

另外的變形和特征涉及：

●使用持續(xù)的氣體層或由保持在表面上的氣體層組成的隔間，替代各個氣體球(氣泡)。

●使用位置固定的、鎖定的氣泡。

●使用位置不固定的或沒有被鎖定的氣泡，所述氣泡與“標(biāo)準(zhǔn)”滾珠軸承的能夠在其滾珠隔離圈中移動并且可能與其滾珠隔離圈一起移動的滾珠類似，能夠在限定的環(huán)境中移動。

●與在氣體損失的情況下借助于另外的用于人工再填充或補充氣體層的裝置為氣體層或氣體球充氣(“補充”)的設(shè)施組合，所述裝置例如是毛細管、膜、紡織品等。

●如以上剛剛描述的裝置，也可能與全面地或以空間上分解方式測量或控制氣體層的狀態(tài)并且在需要時自動觸發(fā)補充的測量和/或控制和/或調(diào)整裝置結(jié)合。

●具有期望的表面特性的呈塊材、板材等形式的應(yīng)用。

●柔性面積元件的應(yīng)用。

●通過可逆的或不可逆的粘合劑粘接的應(yīng)用。

●內(nèi)外表面的全部或部分涂層。

●金屬制表面結(jié)構(gòu)的使用。

●具有連續(xù)的空氣層的表面的使用。

●形成、建立或僅保持液體下規(guī)則或不規(guī)則的氣窩或氣泡的圖案的表面的使用。

●作為“具有由氣體或空氣組成的球的滾珠軸承”的形式的液體下氣窩或氣泡的所述圖案的使用——用于機械引導(dǎo)和/或用于減小摩擦力。

●作為船上的、流管中的、管道中的或化學(xué)反應(yīng)器皿中的涂層的使用。

以“空氣層”、“空氣隔間”和“空氣窩”的形式的保持空氣的水下空氣保持構(gòu)造的表面：連續(xù)的空氣層、有限面積范圍的空氣隔間和局部空氣窩及空氣泡，以及具有這些情況之間的連續(xù)轉(zhuǎn)變的不規(guī)則構(gòu)造的變形。

液體下的表面上的氣體層對于在船、管線的情況下的摩擦力的減小以及對于防護表面免受起霧、(生物)污損、腐蝕和化學(xué)侵蝕具有很大的技術(shù)意義。

借助于適當(dāng)?shù)谋砻娼Y(jié)構(gòu)，可以使粘著到表面的氣體層或氣泡層在液體下被夾帶。問題在于尋找適當(dāng)?shù)谋砻娼Y(jié)構(gòu)，所述表面結(jié)構(gòu)甚至在壓力波動的情況下也能長期不變地或至少一定時間段地保持液體下的連續(xù)的或不連續(xù)的氣體層。

借助于疏水性或超疏水性表面解決所述問題，所述表面在地形上被構(gòu)造為使得氣體層或氣泡層被保持，所述表面在優(yōu)選的變形中被構(gòu)造為氣體層或氣泡層另外通過親水性的釘而被阻礙逸出，和/或，對于氣泡，某種地形上預(yù)成形的區(qū)域，創(chuàng)造表面結(jié)構(gòu)中的“空氣窩”，所述空氣窩允許以穩(wěn)定的方式穩(wěn)定地存儲液體下的小氣體體積。這里，可以使用甚至在毫米級或微米級或納米級的粗糙表面，或者若干所述長度級別的組合，以由此通過納米級粗糙度實現(xiàn)超疏水性特性并且通過毫米和微米范圍的粗糙度實現(xiàn)空氣窩，所述空氣窩優(yōu)選地具有在10μm和5mm之間、特別優(yōu)選地在0.1mm和3mm范圍內(nèi)的典型尺寸。于是，所述空氣窩可以同樣在優(yōu)選的變形中在空氣窩的疏水性或超疏水性表面上具有親水性鎖定中心，以牢固地保持空氣-水界面并且由此防止氣泡的逸出。

這里，鎖定也可以發(fā)生在多重結(jié)構(gòu)平面上(分層鎖定或兩級或多級鎖定效果)或發(fā)生在甚至具有連續(xù)的層次結(jié)構(gòu)(對應(yīng)于無數(shù)的分層平面)的不規(guī)則地構(gòu)造的表面上。這里，在鎖定發(fā)生在上層平面的情況下，能夠形成廣泛的空氣涂布區(qū)域，同時甚至連續(xù)的、連貫的空氣層形成在所謂的滲透閾值上方；僅當(dāng)空氣在某處逸出并且水到達較低的空間上交互地分隔形成于表面上的空氣體積的分層平面(“隔間結(jié)構(gòu)”)，直到在水例如由于非常高的壓力波動而更進一步地進入的情況下，更多的空氣被損失并且最終僅空氣窩留下作為最終的空氣后備。于是所述空氣窩具有三重功能：

●所述空氣窩用作很難才能消除的最終空氣儲備，如“空氣的緊急后備”。

●所述空氣窩仍然防護整個表面的典型地60％至98％的主要部分免受氧化、化學(xué)侵蝕或(生物)污損并且具有減小摩擦力的作用，而且最重要的是：

●所述空氣窩在氣體層的主動再填充(“補充”)和空氣層的自重生過程兩種情況下作為空氣層恢復(fù)用的核心。

多重平面上的該目標(biāo)構(gòu)造，或長度級別并且也可能為高度級別以及(在優(yōu)選變形中)另外的分層鎖定在最簡單的情況下表現(xiàn)出所述空氣保持的三個階段：

1.連續(xù)的空氣層，僅通過各個支撐結(jié)構(gòu)(毛發(fā)、柱、高地)承載和支撐，所述支撐結(jié)構(gòu)在具有或不具有親水性鎖定中心的情況下可以是疏水性或超疏水性的(如果是具有親水性鎖定中心的情況，則優(yōu)選地親水性鎖定中心位于所述支撐結(jié)構(gòu)的上端)。因此大規(guī)模地減小了液體和固體之間的摩擦力，部分低于沒有空氣層的值的5％。然而，在該狀態(tài)下(所述狀態(tài)對于所有的其他技術(shù)特性實質(zhì)上是理想的)，對壓力波動情況下的空氣損失的靈敏度是高的。關(guān)于空氣損失的活化障礙(例如由于氣泡的逸出)關(guān)于每單位面積所需的力或關(guān)于每單位面積所需的能量較低。

2.在已經(jīng)發(fā)生空氣損失的情況下，階段1(如以上剛剛描述的狀態(tài))轉(zhuǎn)變到階段2：形成液體下表面的較大的、連貫的空氣覆蓋區(qū)域，但是未達到連續(xù)的空氣層用的滲透閾值。各個空氣覆蓋表面區(qū)域通過分隔物確定界限或者通過與水接觸并且通常阻止各個空氣島或隔間之間的氣體交換的無空氣涂布的表面區(qū)域確定界限。在該狀態(tài)下，摩擦力減小仍然是顯著的但是與狀態(tài)1相比大幅度地減小。防護表面免得與水或液體接觸仍然是實質(zhì)上完全的或至少用于所保持的大部分(典型地，全部表面的最多僅2％至10％與水接觸)。用于使空氣從層或一般地使氣體從層脫離的活化閾值顯著地高于階段1。

3.在空氣例如由于非常強烈的壓力波動而更進一步地損失的情況下，最終保持階段是階段3，在階段3中，表面僅在疏水性缺口即所謂的空氣窩中存儲小空氣體積。這些也可以在它們的面朝水的側(cè)面具有親水性鎖定中心?？諝鈱拥哪Σ亮p小作用與階段1相比在該狀態(tài)下顯著地減弱，并且在極端情況中不再存在。然而，甚至在階段3中，根據(jù)地形構(gòu)造，獲得了被浸泡的固體的固體表面和水之間的接觸面積的大幅度的減少，與沒有填充氣體的“空氣窩”的狀態(tài)相比，接觸面積的減少通常超過10倍，也就是說僅少于10％的表面與水或者更一般地液體直接接觸。

空氣不言而喻地可以由非常一般地、任意期望的氣體代替。水也可以由任意其他期望的液體取代?！笆杷缘幕虺杷缘摹庇谑菓?yīng)當(dāng)由“關(guān)于所述液體不潤濕的或超不潤濕的”代替(通過相應(yīng)的接觸角，非常近似于疏水性的和超疏水性的限定)，親水性的釘應(yīng)當(dāng)由“親液體性的”也就是說關(guān)于所述液體潤濕的釘代替。這里，較小的差別是足夠的：“親水性的釘”不必要是教科書限定意義上的事實上的親水性；在一些情況下，這些僅比其他疏水性(或一般地對于任意期望的液體為“疏液性”)表面更潤濕就足夠了。

在實施方式的變形中，也可以設(shè)置成：不設(shè)置三層平面的結(jié)構(gòu)(僅設(shè)置一個平面)或設(shè)置兩個平面或全部三個平面，或者替代地，可以設(shè)置規(guī)則或準(zhǔn)規(guī)則構(gòu)造的表面、隨機構(gòu)造的表面，所述表面具有一定的粗糙度并且在某些位置具有較小或較大的鎖定中心，所述表面的自然壓凹部用作空氣窩。同樣適合的作為具有特定粗糙度的表面的當(dāng)然是多孔表面，其中位于表面上的孔能夠作為空氣窩。

所述類型的表面的一個特殊變形是纖維或紡織用纖維，所述纖維由于如上所述構(gòu)造的表面而能夠在液體下保持連續(xù)的或不連續(xù)的空氣層。一切如以上剛剛描述，唯一例外的是所述的構(gòu)造表面現(xiàn)在是纖維制表面。該表面也可以像上面已經(jīng)說明的表面一樣通過下述方式被再次構(gòu)造：

●通過規(guī)則或不規(guī)則的地形構(gòu)造，或者

●通過規(guī)則或不規(guī)則的化學(xué)構(gòu)造(也就是說空間依賴的化學(xué)或生物化學(xué)表面功能化)或者

●通過表面粗糙度或者

●通過表面多孔

或者通過所述形式的組合，并且可以具有或不具有親水性鎖定中心。關(guān)于在液體下將氣體保持在其表面的纖維，有意義的是可能從這些纖維構(gòu)造或生產(chǎn)將氣體或它們的表面保持在液體下的紡織品、織物、網(wǎng)狀物、墊、繩、線、氈、浴衣(泳褲、泳衣等)等。同樣還能想到的是例如為了實現(xiàn)摩擦力減小、抗污損作用或腐蝕防護，利用所述的空氣保持紡織物涂布船、小艇、水上運動裝置(包括沖浪板等)、浮標(biāo)、鉆井平臺、測量站、測量器具、離岸風(fēng)電場的水上組件、水中的其他結(jié)構(gòu)等。

槐葉萍效應(yīng)的使用；

●高活性液體用的無接觸器皿。

●被反應(yīng)伴侶(reactionpartner)的氣墊包圍的液體，所述氣體或氣體的組分或呈微小液滴形式的組分或微小顆粒的組分能夠被供給所述反應(yīng)伴侶。

●絕熱用的空氣墊的使用。

●摩擦力減小用的空氣墊的使用。

●使用空氣墊以獲得抗污損效果。

●防止生物膜形成用的空氣墊的使用。

●通過涂布殺菌劑、殺真菌劑、納米銀、納米銅或含銀和含銅組分能夠?qū)崿F(xiàn)毛發(fā)和基片表面自身的污損。

●電氣絕緣和電流阻斷用的空氣墊的使用，特別是在電解液情況下的使用。

通過可回充的空氣層達到耐久的槐葉萍效應(yīng)：

●借助于泵或加壓氣瓶經(jīng)由微細噴嘴或經(jīng)由各個毛發(fā)之間的可透氣表面回充空氣層。

●通過液體介質(zhì)(例如水)的電化分解、催化分解、光催化分解或電催化分解回充空氣層。

●由于侵入的水的表面能量增大到使得其保持離開的程度并且由此液體介質(zhì)中的所有氣體和液體的局部壓力的和等于槐葉萍氣體層中的氣體壓力——這能夠意味著這小于液體中的靜水壓力，所以通過溶解在液體中的氣體組分回充空氣層。

●以及為了增大氣泡的形成用的活化能而針對性地應(yīng)用該效應(yīng)：由于氣體層中的負壓，液體介質(zhì)仍被“拖”向葉毛的表面。

具有和不具有槐葉萍效應(yīng)的空氣層的產(chǎn)生：

尤其用于：

●空氣保持。

●摩擦力減小。

●浮力。

●抗污損。

●腐蝕防護。

●粘著防護——通過以期望的方式“用空氣涂布”生產(chǎn)抗粘著表面。

●與空氣層的自動重填或主動重填的組合，這里將能夠構(gòu)造用于摩擦力減小的高效系統(tǒng)。

●通過毛發(fā)端部上的非極性特氟龍滑行物實現(xiàn)進一步的摩擦力減小。

●通過使毛發(fā)的上端的傾角比較淺，關(guān)于水到毛發(fā)層的滲透深度的潤濕能量的衍生物、以及由此當(dāng)液體進入時被排斥的排斥力大幅度增大。

●通過適當(dāng)?shù)剡x擇彈性常數(shù)，成角度的毛發(fā)的彈性應(yīng)當(dāng)進一步確保毛發(fā)彎曲而不是被液體潤濕。

圖27的a)示出具有突起的單級系統(tǒng)的氣體保持層，其中所有的突起具有實質(zhì)上相同的縱向跨度。

圖27的b)示出具有突起的兩級系統(tǒng)的氣體保持層，其中突起被分成短的突起和長的突起。

圖28示出通過粗糙表面形成的氣體保持層，其中表面的粗糙具有從大約10μm至大約3mm的長度范圍。

圖29a示出具有粗糙表面的氣體保持層，所述表面呈單級系統(tǒng)的形式。圖29b示出具有粗糙表面的氣體保持層，所述表面呈兩極系統(tǒng)的形式。圖29c示出具有粗糙表面的氣體保持層，所述表面呈三級系統(tǒng)的形式。

圖30a示出形成在絲線狀元件上的氣體保持層。圖30b示出絲線狀或纖維狀元件，所述元件具有呈兩極系統(tǒng)的形式的氣體保持層。

圖31示出形成在絲線狀元件上并且具有超疏水性表面的氣體保持層，在所述表面上可選地形成親水性點或釘。

圖32示出形成在絲線狀元件上的氣體保持層，其中示出不同的表面構(gòu)造。

圖33示出形成在絲線狀元件上的氣體保持層，其中氣體保持層具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

附圖標(biāo)記說明

2壁

4液體

5氣體

6表面覆蓋體

10氣體保持層

10c氣體保持層10的基部

12可透氣層片

14氣體供給裝置

16氣體管道

18氣體源

20閥

22調(diào)節(jié)裝置

24傳感器裝置

26突出元件

27突出元件

28排氣裝置

30壓凹部

32壓凹部30的開口

34壓凹部30的疏水性涂層

36表面涂層

38粗糙表面

40纖維

42分隔物

44氣體保持層10的子區(qū)域

a排氣方向

l縱向