PDMS表面復合梯度凸起陣列的摩擦學特性研究.pdf

1、自然界經(jīng)歷幾百萬年“適者生存”式的演變，許多生物已經(jīng)進化出能夠適應其周圍環(huán)境的特殊身體器官表皮，如壁虎的腳掌、鯊魚的表皮、沙漠甲蟲的外殼等。國內(nèi)外學者對這些生物體表面展開了大量的研究，發(fā)現(xiàn)其表面存在著很多特殊功能微觀結構。受此啟發(fā)，人們一直致力于將這些微結構仿生復制到應用材料表面，希望能獲得與自然界生物體表面相類似的功能。本文將對樹蛙、蠑螈、荷葉等生物體表面特殊微觀結構展開詳細的研究，并進行仿生復制相類似的微結構表面，以此來研究此類微結

2、構表面的特殊性能，以及其作用機理。
　　本文將采用光刻—濕法刻蝕—光刻—復模工藝在PDMS（聚二甲基硅氧烷）表面加工出類似生物體表面的復合梯度凸起微結構，并運用等離子體處理技術對其表面進行改性。試驗部分將主要采用Type32多功能表面性能測量儀與球盤試驗機對不同參數(shù)試樣表面的摩擦學特性進行測量，并對仿生功能表面的潤濕進行測試與分析。此外，本文還對微凸起表面與鋼球的接觸模型進行了詳細的計算與分析，研究微凸起陣列對試樣表面接觸壓力和接

3、觸面積影響。本文主要得出如下結論：
　?、变撉驂喝隤DMS時，表面微凸起陣列可以有效地降低接觸面積，但在微凸起的邊緣處會產(chǎn)生接觸壓力集中現(xiàn)象。微凸起高度的增加會導致PDMS表面的接觸壓力增加、接觸面積減?。晃⑼蛊鹈娣e率的增加會致使PDMS表面的接觸壓力與接觸面積都減小。
　?、矎秃咸荻韧蛊痍嚵锌梢杂行У馗淖冊嚇颖砻娴臐櫇裥裕擯DMS表面為疏水性狀態(tài)時，表面復合梯度凸起陣列會使其表面更加地“疏水”，而當PDMS表面為親水性狀