獨(dú)特的生物功能為研究人員開發(fā)先進(jìn)材料和功能系統(tǒng)提供了靈感。例如,受荷葉自清潔特性啟發(fā),仿生超疏水功能表面在防污染、抗腐蝕、防結(jié)冰、油水分離等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大應(yīng)用價(jià)值。這種特異性界面性能由表面微納結(jié)構(gòu)和材料表面能兩方面決定。近年來,響應(yīng)性材料的迅速發(fā)展使得功能表面能夠通過外界刺激來調(diào)控表面性質(zhì)。由于具備可逆的動態(tài)調(diào)控能力,響應(yīng)性仿生功能表面在智能應(yīng)用上具有重大前景,因而成為一個(gè)活躍的前沿領(lǐng)域。但是,目前響應(yīng)性功能表面的調(diào)控方式還存在一些問題,例如,對表面微納結(jié)構(gòu)的控制性、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間、浸潤態(tài)調(diào)控種類、生物相容性等問題,這限制了智能表面的實(shí)際應(yīng)用。本論文針對上述難題展開研究,實(shí)現(xiàn)了對仿生超疏水表面浸潤態(tài)的有效調(diào)控。制備氣動響應(yīng)性超疏水表面,實(shí)現(xiàn)了對表面結(jié)構(gòu)和疏水性的調(diào)控,研究浸潤態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)理,以探索智能表面的新型調(diào)控方式。制備可穿戴在皮膚表面、可依靠人體動作調(diào)控表面浸潤性能的智能超疏水功能表面,以拓展智能表面的應(yīng)用范圍。主要研究內(nèi)容歸納如下:1.制備氣動響應(yīng)性超疏水功能表面。現(xiàn)有的浸潤性調(diào)控方式主要基于對材料表面化學(xué)性質(zhì)和表面能的調(diào)控,響應(yīng)時(shí)間長,對材料要求有限制。調(diào)控過程中,表面結(jié)構(gòu)通常... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

荷葉表面自清潔效應(yīng)壁虎是爬行的高手，它可以在各種表面來去自如，卻總能保持腳掌底部干凈

囪踇16]、蝴蝶翅膀[17 ]等也具有這種優(yōu)良的疏水性能（圖1.2）。圖 1.1 荷葉表面自清潔效應(yīng)壁虎是爬行的高手，它可以在各種表面來去自如，卻總能保持腳掌底部干凈清潔，正是因?yàn)楸诨⒛_具有特殊的自清潔特性[14]。池塘邊，總是能看到水黽在水面上駐足和輕盈地跳躍，它們似乎從不擔(dān)心會沉入池底。研究表明，水黽具有特殊浸潤性的腿部皮膚對這種水上漂的特異功能起到關(guān)鍵性作用。研究人員對水黽腿施加壓力，迫使其壓向水下，水黽腿并沒有被水潤濕或刺破水面，而是在腿部周圍形成半月形旋渦。這種排水能力為其獲得了足夠的支撐力，將水黽穩(wěn)穩(wěn)地從水中托起[15]。昆蟲的復(fù)眼也具有優(yōu)異的疏水性，這使得復(fù)眼表面在潮濕的環(huán)境中也不會凝結(jié)水珠從而保持清晰的視野[16]。這些特異性抗?jié)櫇癖砻媸股锞哂辛己玫沫h(huán)境適應(yīng)性。同時(shí)，這些廣泛的生物素材為人們認(rèn)識和運(yùn)用特異性浸潤現(xiàn)象提供了生動的教科書。

圖 1.2 自然界中具有特殊浸潤性能的生物表面，（a）荷葉，（b）壁虎腳，（c）紅玫瑰花瓣，（d）水黽腿，（e）蚊子復(fù)眼，（f）水稻葉，（g）蝴蝶翅膀，（h）羽毛1.1.2 仿生超疏水表面的研究意義

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3319405