發(fā)布時間：2023-02-08 09:26

　　飛秒激光以其脈沖短、能量高和熱影響區(qū)域小等優(yōu)點,廣泛地應用在激光微納加工領(lǐng)域。研究人員將激光微納加工與仿生理念相結(jié)合,對設(shè)計特殊潤濕功能的微納結(jié)構(gòu)有重要的意義。本文主要通過對飛秒激光加工參數(shù)的合理選擇,成功制備出具有微孔陣列的鈦箔樣品,實現(xiàn)了油水分離和不相溶有機溶劑分離的多重功能。同時,通過調(diào)諧溶液表面張力的變化可以實現(xiàn)微孔陣列鈦箔對氣泡的選擇性收集的功能,具有實際的應用價值。全文內(nèi)容主要包括以下幾部分:(1)利用飛秒激光鉆孔法制備了多功能的微孔陣列,實現(xiàn)了油水和油油的分離功能。這種新型的加工方法有許多優(yōu)點,比如精度高、操作簡單和功能可擴展。制備的鈦箔具有超親水和水下超疏油的特點,可以用來分離輕油和水的混合物。在黑暗環(huán)境中加熱半小時后,制備的鈦箔又展示出超疏水和水下超親油的特性,可以分離重油和水的混合物。另外,加熱后的鈦箔也可以分離不相容的有機溶劑,展示了多重的分離的功能。(2)通過在純水中不斷加入乙醇,制備的樣品上的氣泡接觸角從超親氣狀態(tài)逐漸在原位調(diào)整為超疏氣狀態(tài)。這種現(xiàn)象是由于溶液表面張力的變化引起的微/納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部空氣和乙醇分子之間的水下競爭所致。利用該調(diào)諧策略,實現(xiàn)了液體中光路...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的來源和研究意義
    1.2 潤濕性的理論基礎(chǔ)
        1.2.1 接觸角
        1.2.2 Wenzel模型和Cassie模型
        1.2.3 滾動角
        1.2.4 水下超親/疏油
    1.3 論文研究背景
        1.3.1 油水/不相溶有機溶劑分離的意義
        1.3.2 油水/不相溶有機溶劑分離國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 氣泡調(diào)諧的意義
        1.3.4 氣泡調(diào)諧國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究內(nèi)容
第二章 飛秒激光微納加工系統(tǒng)及微孔鈦箔陣列制備
    2.1 飛秒激光簡介
    2.2 飛秒激光加工系統(tǒng)
        2.2.1 飛秒激光系統(tǒng)
        2.2.2 加工光路系統(tǒng)
        2.2.3 掃描振鏡系統(tǒng)
        2.2.4 計算機控制系統(tǒng)
    2.3 飛秒激光與金屬之間的作用機制
    2.4 微孔陣列鈦箔的制備
        2.4.1 待加工樣品
        2.4.2 樣品加工工藝流程
        2.4.3 加工參數(shù)對孔徑的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于微孔陣列鈦箔油水/不相溶有機液體分離的研究
    3.1 微孔陣列鈦箔的制備及表征
    3.2 鈦箔潤濕特性轉(zhuǎn)換
    3.3 油水分離實驗
        3.3.1 輕油(C₈H₁₈)與水的混合物分離
        3.3.2 重油(C₂H₄Cl₂)與水的混合物分離
    3.4不相溶有機液體分離實驗
    3.5 樣品的抗疲勞測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于鈦表面的氣泡潤濕性原位調(diào)諧的研究
    4.1 氣泡原位調(diào)諧的實施策略
    4.2 多級TiO₂ 微納結(jié)構(gòu)及其可調(diào)諧的氣泡潤濕性
    4.3 氣泡在乙醇溶液中的原位可調(diào)潤濕性
    4.4 氣泡可調(diào)潤濕性的應用
        4.4.1 動態(tài)控制水下光路的通斷
        4.4.2 溶液中氣泡的選擇性通過/阻擋
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 文章內(nèi)容總結(jié)
    5.2 文章主要創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
攻讀碩士期間獲得的學術(shù)成果



本文編號：3737752