【摘要】：精確控制液滴運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)生物芯片和微流控等重要工業(yè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵過(guò)程,而如何在外界刺激下快速原位實(shí)現(xiàn)界面和液體之間的相互作用是智能控制液滴運(yùn)輸?shù)暮诵膯?wèn)題。因此開發(fā)新型超潤(rùn)滑界面,實(shí)現(xiàn)液滴的智能調(diào)控是非常必要的。近年來(lái),雖然超潤(rùn)滑界面的研究取得了一定的進(jìn)展,但仍存在許多未解決的問(wèn)題,如怎樣設(shè)計(jì)響應(yīng)性的超潤(rùn)滑界面,如何智能控制液滴運(yùn)輸?shù)�。本文基于上述�?wèn)題,設(shè)計(jì)制并制備了不同類型的超潤(rùn)滑界面,并在此類界面上實(shí)現(xiàn)了智能控制液滴運(yùn)輸。主要研究包括以下三個(gè)部分:1)利用水熱合成法制備了表面結(jié)構(gòu)均勻的氧化鋅納米棒陣列薄膜,并經(jīng)過(guò)染料敏化處理,低表面能材料表面疏水化處理及在復(fù)合氧化鋅納米棒陣列中注入硅油等過(guò)程,最終制備得到氧化鋅超潤(rùn)滑界面。通過(guò)光電協(xié)同刺激實(shí)現(xiàn)了智能控制液滴在氧化鋅超潤(rùn)滑界面上的運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)工作使我們進(jìn)一步了解了在超潤(rùn)滑界面上控制液滴運(yùn)動(dòng)的原理,為生物芯片和微流體系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供了一種很有前景的材料。2)雖然氧化鋅超潤(rùn)滑界面實(shí)現(xiàn)了液體運(yùn)動(dòng)的光電協(xié)同控制,但是無(wú)機(jī)氧化鋅材料易破碎、機(jī)械性能差,同時(shí)其各向同性的特點(diǎn)并不能滿足特殊領(lǐng)域液滴運(yùn)動(dòng)定向控制的需求。因此,我們采用界面定向凍干技術(shù)制備了聚(3-己基噻吩-2,5-二基)/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT/PCBM)二元體系的各向異性薄膜,并將其制備成了光電協(xié)同雙響應(yīng)的各向異性超潤(rùn)滑界面。此外,基于P3HT/PCBM薄膜制備的各向異性超潤(rùn)滑界面表現(xiàn)出顯著的光電協(xié)同作用,用于光電協(xié)同控制液滴滑動(dòng)。3)在界面制備和研究過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)界面微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)穩(wěn)定性差,導(dǎo)致材料性能不穩(wěn)定,因此我們進(jìn)一步探索了聚合物凝膠材料力學(xué)行為的改進(jìn)方法。通過(guò)光引發(fā)聚合法制備了具有優(yōu)異拉伸和抗壓縮性能的三維網(wǎng)絡(luò)大孔結(jié)構(gòu)的蒙脫土/聚丙烯酸(OMMT/PAA)復(fù)合水凝膠,該水凝膠同時(shí)具有優(yōu)異的吸水性。系統(tǒng)研究了有機(jī)蒙脫土和初始前驅(qū)體溶液中去離子水含量對(duì)OMMT/PAA復(fù)合水凝膠力學(xué)性能和吸水量的影響,發(fā)現(xiàn)在OMMT和去離子水含量分別為10 wt%和95.7 wt%時(shí)OMMT/PAA水凝膠的力學(xué)性能最強(qiáng)。力學(xué)性能最好的OMMT/PAA復(fù)合水凝膠的最大拉伸長(zhǎng)度和抗壓載重分別為2200%和650 g,同時(shí)撤除外力凝膠能快速恢復(fù)到初始狀態(tài)。凝膠的應(yīng)力應(yīng)變曲線亦證明了含10%OMMT的OMMT/PAA水凝膠具有優(yōu)異的彈性力學(xué)性能和高效可恢復(fù)性能。
【學(xué)位授予單位】：延安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB381
【圖文】：

角示意圖；（b）滾動(dòng)角示意圖；（c）Wenzel 模型；（d）Cahematic of (a) Contact angle, (b) Slide angle, (c) Wenzel model, 的理想固體表面在現(xiàn)實(shí)世界中幾乎不存在，大多數(shù)

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本文編號(hào)：2764939