模板法制備多功能界面材料及其性能研究.pdf

1、自然界中存在許多奇妙的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的存在常常與生物自身所具有的特殊結(jié)構(gòu)具有密切的聯(lián)系。本文首先簡要地介紹了自然界中存在的一些新奇的特性以及這些特性與自身結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性。隨后本文著重對蝴蝶的復(fù)眼結(jié)構(gòu)以及由該特殊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的兼具光子晶體、抗?jié)櫇窈涂狗瓷涮匦缘亩喙δ芙缑娌牧线M行了研究。受自然界中生物的啟發(fā)，我們采用納米球自組裝的方法制備了具有類復(fù)眼結(jié)構(gòu)的二維聚苯乙烯球(PS)陣列，以該陣列作為模板隨后通過MOCVD等方法成功地實現(xiàn)了對復(fù)眼

2、結(jié)構(gòu)以及納米球陣列的精確復(fù)制，從而制備了具有復(fù)眼結(jié)構(gòu)的人工界面材料并對生物模板本身和人工材料之間的相關(guān)特性進行了系統(tǒng)的對比和分析，具體實驗結(jié)果如下：
　　 1.蝴蝶具有典型的微納組合復(fù)眼結(jié)構(gòu)。微米級的小眼以六方密排(hop)的形式規(guī)則排列在角膜表面，小眼的表面并不是光滑的而又是由許多納米級的突起結(jié)構(gòu)按照非密排(ncp)的形式組合而成，從而形成了一種特殊的微納組合多層結(jié)構(gòu)。
　　 2.蝴蝶復(fù)眼所具有的微納組合結(jié)構(gòu)具有明顯的

3、光子晶體、抗?jié)櫇窈涂狗瓷涮匦浴?br>　　 3.采用低溫MOCVD和電子束蒸發(fā)技術(shù)不僅可以實現(xiàn)對蝴蝶復(fù)眼結(jié)構(gòu)的精確復(fù)制而且由該特殊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的多種特性都可以在復(fù)制材料中得到很好的繼承。
　　 4.通過對表面具有蝴蝶復(fù)眼結(jié)構(gòu)的材料與同厚度的表面光滑的材料進行比較發(fā)現(xiàn)材料的特殊的表面結(jié)構(gòu)與上述性能之間具有密切聯(lián)系。表面的突起結(jié)構(gòu)越尖銳形成的表面粗糙度越大從而其抗?jié)櫇窦翱狗瓷湫Ч蜁矫黠@。
　　 5.具有復(fù)眼結(jié)構(gòu)的ZnO和

4、Pt界面均可以實現(xiàn)穩(wěn)定可逆的光響應(yīng)特性。通常情況下，具有復(fù)眼結(jié)構(gòu)的界面材料呈現(xiàn)明顯的疏水特性，然而在紫外光的照射后其表面會發(fā)生由疏水性向親水性的轉(zhuǎn)變，隨后將樣品置于暗室中，一周之后樣品又會恢復(fù)到原來的疏水狀態(tài)。
　　 6.采用納米球平版印刷技術(shù)制備了一系列由不同尺寸的PS球形成的類復(fù)眼陣列并以該陣列作為模板對其進行復(fù)制，復(fù)制后得到了具有規(guī)則排列的界面材料，這種具有類復(fù)眼結(jié)構(gòu)的人工界面材料也具有明顯的光子晶體，抗反射以及抗?jié)櫇裉匦?/p>