| 题名 | 非粘性超疏水纳米仿生材料制备及性能研究 |
| 作者 | 朴 文 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 高雪峰 ; 靳 刚 |
| 关键词 | 超疏水 非粘性 仿生 纳米材料 |
| 学位专业 | 生物化学与分子生物学 |
| 英文摘要 | 纳米材料，特别是生物灵感的特殊浸润性纳米材料，由于其在日常生活和生产中的广泛应用前景，得到了科研工作者的广泛关注。在超疏水的众多特性中，非粘性因其直接决定了液体在超疏水表面的动态行为更备受关注。从天然非粘超疏水表面如荷叶、水黾等研究获得灵感，科学家利用不同的方法制备了具有非粘超疏水性能的纳米结构材料。在本论文中研究了水黾昆虫的腿部的动力学粘附可控机制，在此研究的基础上，从水黾腿表面结构获取灵感，结合荷叶表面微纳米复合结构带来的启发，制备了纳米锥阵列结构、仿生分级纳米锥阵列结构，这样的结构具有优异的非粘性超疏水性能。 1.结合实验和理论的方法揭示了超疏水水黾腿表面粘附可调可开关的奇特性能。解释了昆虫快速行走在水面滑翔过程需要表面粘附产生侧向推进力和分离过程又要消除粘附减少流体阻力的矛盾。这种非凡的性能被归因于细刚毛的独特构造：表面沟槽结构赋予超疏水低粘附性能，针形中空结构所具有力学性能进而赋予其优异的柔性和弹性。通过简单的氨水溶液浸泡法制备了具有纳米锥阵列结构覆盖的人造腿，该纳米锥结构侧面具有与水黾腿刚毛表面类似的棱状沟槽，系统的研究了水黾腿表面浸润性、自适应变形、直径渐变结构在其水上生活中的作用。 2. 通过电化学阳极氧化法制备了不同高度、直径的孔间距450nm 左右的大孔AAO 倒锥孔模板，该模板大尺度有序规则排列，为相应尺度的锥形结构的复型提供模板；通过模板热压印法制备孔间距450nm~200nm、长径比渐变的有机材料纳米锥阵列结构，该结构尺度精确可控、成本低廉、制备所需仪器简单，为研究纳米锥尺度参数与非粘超疏水性能之间的关系提供理想材料。 3. 利用模板法，首次制备了分级锥纳米结构阵列，其中第一层为规则排列的纳米柱，在第一层柱的顶端均匀分布着直径较小的二级锥，这种结构尺度形貌均可通过模板调控，经过低表面能物质改性后呈现出几乎完美的超疏水和低粘附性能，与荷叶结构相比，具有抗水汽浸润的性能，在湿气环境中保持稳定的超疏水性，为我们将来设计制备非粘性超疏水高分子纳米薄膜提出了一种新出的思路。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-09-10 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://58.210.77.100/handle/332007/697]  |
| 专题 | 苏州纳米技术与纳米仿生研究所_纳米仿生研究部_高雪峰团队 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朴 文. 非粘性超疏水纳米仿生材料制备及性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
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