基于模板印刷法的仿生超疏水木材的研制

通过模板印刷法改性处理木材表面,得到与玫瑰花瓣表面结构相同的纳米形貌超疏水木材。使用接触角检测仪测量样品表面润湿性,使用能谱分析仪(EDS)测定模板的化学成分,使用XRD测定试样晶体结构,使用DTG-60AH测定试样热稳定性。结果表明:制备的仿生超疏水木材没有改变木材的基本系能,但使木材表面具有高黏附超疏水特性;仿生超疏水木材表面的静态水接触角约为(157. 5°±0. 5°),可以阻止木材吸收水分;仿生超疏水木材具备的良好的热稳定性,热解过程质量损失约73. 2%,低于未经改性木材。     

基于纳米SiO_2-PDMS体系的耐磨超疏水木材表面构建与特性评价

通过St?ber法与溶液自组装的方法在二氧化硅球表面接枝了十八烷基三氯硅烷,采用滴涂的方法在木材表面制备聚二甲基硅氧烷和二氧化硅涂层。用SEM、FT-IR、XPS对其微观形貌、化学组分、表面结构进行表征;通过砂纸磨损实验、静态水接触角和滚转角对其稳定性能进行了测试和评价。结果表明:在木材表面沉积了纳米SiO2-PDMS涂层,改变了木材的润湿性与稳定性;SiO2-PDMS超疏水木材不但没有改变木材的色彩纹理,还使木材表面具有低黏附超疏水特性,接触角约为158°,滚动角为6°。SiO2-PDMS超疏水木材仍然保持了超疏水性,说明SiO2-PDMS超疏水木材具有良好的机械稳定性,因此所制得的木材表面不仅具有超疏水性,而且在砂纸磨损试验后具有优良的耐磨性。     

竹材表面仿生构筑类月季花超疏水结构的研究

为克服竹材因吸湿而产生开裂、变形等缺陷,利用软印刷技术,以新鲜月季花Rosa chinensis为模板,聚二甲基硅氧烷为印章,在竹材表面仿生构筑类月季花瓣表面的超疏水微纳结构,经转印复型使竹材具有类月季花瓣高黏滞力的超疏水特性。利用扫描电子显微镜观测并对接触角进行测试。结果表明:制备的类月季花瓣竹材样品具有与月季花瓣类似的乳突状微米结构和凹槽状纳米结构的粗糙表面,它与水滴的接触角高达到153.5°,接近月季花瓣表面的接触角157.5°,显示出超疏水特性。同时,水滴可以牢固附着在竹块表面,并将其翻转90.0°和180.0°,水滴均不会滚落,表现了良好的黏附性。此外,试样提高了对涂料附着的能力。     

猪笼草叶笼滑移区各向异性超疏水润湿特性表征与机理分析

为获取各向异性超疏水表面研制的仿生原型,采用接触角测量仪测试表征了猪笼草(Nepenthes alata)叶笼滑移区的各向异性超疏水润湿特性,采用扫描电镜和三维形貌干涉仪观测滑移区形貌结构并提取三维特征信息,分析滑移区形貌结构对各向异性超疏水润湿特性的影响机理。结果表明:水滴在滑移区的接触角为(155.07±1.14)°,朝向叶笼底部和顶部的滚动角分别为(2.82±0.45)°和(5.40±0.31)°;滑移区覆盖着两端朝向叶笼内部弯曲且具有不对称凸面表层轮廓的微米级月骨体,以及形貌轮廓不规则且交错排列成致密孔洞结构的纳米级蜡质晶体,其中能够蓄留空气的蜡质晶体是产生超疏水润湿特性的重要因素;月骨体在不同方向的斜坡结构、悬崖结构致使水滴在滑移区滚动难易程度呈现差异,从而导致滚动角的显著不同与各向异性超疏水润湿现象的产生。     

以豌豆叶片为模板的高分子膜抑菌性研究

选用国产豌豆(Pisum sativum L.)和进口麻豌豆(Pisum sativum var. saccharatum)为材料,利用扫描电镜观察叶片及PDMS仿生膜微观结构,使用接触角测量仪测定叶片及PDMS仿生膜表面接触角,使用红外光谱测量仪分析叶片化学组成。以叶片为模板,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基材,用软刻蚀法制备高分子仿生膜。结果表明,豌豆叶片表面具有明显的粗糙微观结构。豌豆叶片表面及仿生膜接触角均大于151. 8°,均具有较高的疏水性。叶片化学成分主要包括烃基、酯类等疏水性基团。PDMS仿生膜复制叶片表面的微观结构,具有较强的疏水性和抗菌性。     

纳米氧化铜表面超疏水膜的制备

通过控制氧化法在铜基底表面制得了氧化铜纳米花瓣膜,然后分别用十二烷基硬脂酸、硬脂酸、十二烷基硫醇和线性低密度聚乙烯对其表面进行修饰.结果表明:试验得到了超疏水复合膜,表面接触角均超过150°,滚动角小于5°.其中,十二烷基硫醇修饰时,可在短时间内(1h)得到疏水性较高的纳米复合膜,表面的接触角达到165°.通过晶型分析讨论纳米氧化铜的形成机理,并用X-射线粉末衍射(XRD)、接触角测量、表面反射红外光谱(IR)及扫描电子显微镜(SEM)对复合膜进行了表征分析,结果表明,试验成功制备了具有不同形貌的超疏水性纳米结构复合膜.     

制备超疏水性铝表面的试验研究

在仿生超疏水表面研究的基础上,用氨水和 NaOH 溶液处理铝表面,控制反应的时间、温度与溶液的浓度等条件,在工程技术材料铝表面构建出微米/纳米相结合的类似荷叶表面微观结构。再修饰低表面自由能的石腊的 CS_2溶液薄膜层,使铝表面的接触角达到了152°±1°。     

制备超疏水性铝表面的试验研究

在仿生超疏水表面研究的基础上,用氨水和NaOH溶液处理铝表面,控制反应的时间、温度与溶液的浓度等条件,在工程技术材料铝表面构建出微米/纳米相结合的类似荷叶表面微观结构。再修饰低表面自由能的石腊的CS2溶液薄膜层,使铝表面的接触角达到了152°±1°。     

RAFT聚合制备两亲性嵌段共聚物及其应用研究

研究用两亲性嵌段共聚物和纳米二氧化硅制备超疏水表面.采用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)合成了两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚(4-乙烯基吡啶),用红外光谱,核磁共振,凝胶渗透色谱对聚合物进行了表征,将嵌段共聚物接枝到纳米二氧化硅上,形成一个有机无机杂化材料,通过调节pH值来控制杂化材料在水中的聚集行为,构筑了微纳双重结构的粗糙表面.该表面为超疏水表面,对水接触角达151°,滚动角<5°.扫描电镜分析表面形貌表明:具有微纳双重结构的类似荷叶表面是形成超疏水的根本原因.     

制备金属铜基底超疏水性表面试验研究

不应用任何膜板、表面活性剂或添加剂，通过简洁、易控、廉价和节约能源的液相制备方法，获得了金属铜基底表面的超疏水性结构，并应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和接触角测试仪对铜表面及其生成物进行了物质结构、表面形貌和疏水性能表征。研究结果表明，铜基底上生成的氧化铜微米-纳米结构的表面具有超疏水性。