仿生表面材料的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、自然界中存在的許多性能優(yōu)異的天然超疏水表面吸引著材料科學(xué)家越來越密切的關(guān)注。大量研究表明,固體材料表面是否能夠呈現(xiàn)出優(yōu)良的超疏水性,主要取決于材料表面是否同時(shí)存在有微-納米復(fù)合的粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)。如何模仿、利用自然界中的這些奇妙的結(jié)構(gòu),并在實(shí)驗(yàn)室中成功制備出類似于天然表面的超疏水材料,并投入工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用,就成為了近年來科研工作者們的關(guān)注熱點(diǎn)。本文從具有優(yōu)越疏水性能的天然植物表面入手,利用并改良了原有的天然結(jié)構(gòu),模仿了天然表面的

2、宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)而制備出微觀的復(fù)合粗糙結(jié)構(gòu),獲得了潤濕性能良好的材料表面,并做了相關(guān)延展性應(yīng)用。主要研究內(nèi)容包括：
　　⑴以天然玫瑰花瓣表面為模板,利用納米四氧化三鐵顆粒在PDMS印章成型過程中的加入及后處理,成功引入新的納米結(jié)構(gòu),得到了微納米粗糙結(jié)構(gòu)優(yōu)于玫瑰花瓣表面的新型仿生-再造超疏水表面,其表面潤濕性優(yōu)于傳統(tǒng)方法復(fù)制的玫瑰花瓣,接觸角達(dá)到169°?？疾炝思{米Fe3O4的最佳摻雜比例,驗(yàn)證了PDMS-Fe3O4印章的重復(fù)使用性,利用

3、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線能譜儀(EDS)和接觸角儀對印章進(jìn)行了表征。
　　⑵對傳統(tǒng)的納米二氧化硅顆粒的制備方法進(jìn)行了改良,通過原硅酸乙酯的分步加入,實(shí)現(xiàn)了原硅酸乙酯的可控及充分水解,利用SEM對制備的二氧化硅顆粒進(jìn)行了形貌表征,結(jié)果表明用該方法制備的納米二氧化硅顆粒形貌規(guī)整,粒徑分布均勻。
　?、且员籔iranha溶液處理過的載玻片為基底,利用種子生長法在其表面制備出了微米級的棒狀ZnO,進(jìn)而利用靜電吸附作用,將球