發(fā)布時間：2020-03-23 12:35

【摘要】：仿蘆葦葉結(jié)構(gòu)的超疏水表面在抗結(jié)冰、自清潔等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用.但是,目前仍缺乏一種簡單制備仿蘆葦葉微納米結(jié)構(gòu)的方法.本文采用激光燒蝕手段制備基于聚二甲基硅氧烷的具有仿蘆葦葉結(jié)構(gòu)超疏水表面.激光燒蝕處理具有微光柵結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷,高能量激光作用時可以燒蝕出次級微納結(jié)構(gòu),提高表面粗糙度,其浸潤性各向異性明顯,沿著垂直方向測量的接觸角(～155°)比平行方向測量的接觸角(～150°)大,達(dá)到超疏水,且沿著垂直方向測量的滾動角(～3°)比平行方向測量的接觸角(～12°)小.本方法為激光制備仿生結(jié)構(gòu)超疏水表面提供了新思路.
【圖文】：

2019年4月第64卷第12期1304meter)測試樣品表面元素變化,激光共聚焦顯微鏡(CLS,OLS4100)和掃描電子顯微鏡(SEM,JSM-7500)測試樣品表面形貌變化,接觸角儀器(SL200B,SolonTech.)測試樣品表面水滴接觸角數(shù)值變化.2結(jié)果與討論2.1激光對PDMS改性首先利用激光共聚焦顯微鏡對蘆葦葉表面進(jìn)行觀測.圖1(a)為蘆葦葉的激光共聚焦照片,蘆葦葉表面具有百微米周期的條紋結(jié)構(gòu).進(jìn)一步提高放大倍數(shù),可以發(fā)現(xiàn)蘆葦葉微米條紋表面具有許多微納米級的次級結(jié)構(gòu)(圖1(b)),我們可以將蘆葦葉表面超疏水現(xiàn)象歸結(jié)為百微米周期條紋光柵表面分布微納米級的突起.由于PDMS具有優(yōu)秀的轉(zhuǎn)寫復(fù)形能力,我們將固化劑充分混合的PDMS傾倒在周期型的凹槽表面,放置在95℃烘箱1h,使PDMS充分填充到凹槽內(nèi)部并固化.固化1h后,將PDMS從烘箱中取出,待降至室溫,再小心將PDMS從模板表面揭下來備用,獲得的PDMS具有周期光柵條紋結(jié)構(gòu).接下來,如圖1(c)所示,利用二氧化碳激光器燒蝕有條紋結(jié)構(gòu)的PDMS表面.激光燒蝕PDMS表面使PDMS碳化,產(chǎn)生微納米級的突起,提高表面粗糙程度.利用激光共聚焦顯微鏡分別測試PDMS、激光燒蝕之后的PDMS和激光燒蝕條紋結(jié)構(gòu)的PDMS的粗圖1(網(wǎng)絡(luò)版彩色)蘆葦葉激光共聚焦顯微鏡照片(a,b)和激光制備仿生蘆葦葉(c)的示意圖Figure1(Coloronline)(a,b)CLSMimagesofreedleaves.(c)Schematicillustrationoffabricationofreedleafbylasertreatment糙度,粗糙度分別為0.280,13.371和18.781μm,條紋結(jié)構(gòu)的引入使得表面粗糙度提高.粗糙度的提高是表面浸潤性改變的主要原因[15].2.2激光改性的PDMS基本表征為了分析激光對PDMS燒蝕前后元素含量的變化,分別對PDMS和激光燒蝕后的PDMS進(jìn)行XPS測試.如圖2所示,激光作用前,PDMS的碳元素含量為43.6%,激光作?

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本文編號：2596730