仿生超疏水多级结构表面设计及机理研究

目的实现液滴在仿生超疏水表面的水黏附力调控。方法通过调控表面结构实现薄膜由仿玫瑰花瓣高黏附疏水表面转变为仿荷叶低黏附超疏水表面。将PS微球与无水乙醇混合制得涂层结构,将其转移到半固化的PDMS表面蒸发固化,通过调控PS微球的尺寸和混合比例,得到具有水黏附力可控的超疏水表面。利用场发射扫描电子显微镜、白光干涉仪和接触角测量仪,对薄膜表面的微观形貌、粗糙度和润湿性能进行表征。最后利用两种不同功能的表面制备了简易的液滴无损转移装置。结果通过制备直径为80 nm、8μm以及80 nm-8μm混合PS微球表面,发现80 nm和8μm表面的液滴接触角分别为129.3°和131.4°左右,但两种表面均呈现出液滴高黏附现象,即使表面翻转180°液滴也不会滚落。但80 nm-8μm混合表面呈现出低黏附超疏水现象,接触角可达158.3°,滚动角为8.9°。此外当两种粒子按体积比为1:1混合时,超疏水性最好。结论制备出的具有不同液滴黏附性的仿生超疏水表面,可实现微量液滴的无损转移,在自清洁、减阻、微流体和生化分析等领域具有应用潜力。

KCC-1/硅橡胶复合微球的制备及性能研究

通过改变反应条件制备了不同粒径、形貌的树枝状纤维形二氧化硅(KCC-1),将其进行改性后与硅橡胶微球进行复合得到KCC-1/硅橡胶复合微球。当KCC-1质量为硅橡胶微球质量的3%时为最佳比例。以此为最佳比例制备了系列主客体尺寸比不同的复合微球。通过动静态接触角测试可知,复合微球涂层水接触角呈现逐渐减小的趋势,而油接触角先增大后下降;涂层呈现出高疏水高粘附现象,这是由涂层表面微结构及表面化学成分共同决定。KCC-1/硅橡胶复合微球比纯硅橡胶微球具有更好的热稳定性。