本文選題：超疏水表面　切入點(diǎn)：遺態(tài)材料　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：超疏水表面材料具有防水、防霧、自潔性等特點(diǎn),是當(dāng)前功能材料研究的熱點(diǎn)。其中超疏水表面的制備方法是研究的關(guān)鍵點(diǎn)。目前,制備超疏水表面的方法有很多,然而這些方法主要是通過(guò)化學(xué)原理制備,所構(gòu)造的表面結(jié)構(gòu)多為人工預(yù)設(shè)幾何圖案。自然界有很多超疏水表面,于是科學(xué)家們將注意力放在自然界的完美疏水結(jié)構(gòu)中,但基于仿生學(xué)的思想僅可人為大致復(fù)制出動(dòng)植物葉面的表面結(jié)構(gòu),自然界中生物體表面經(jīng)過(guò)進(jìn)化得到的微納米特殊精細(xì)結(jié)構(gòu)很難達(dá)到。因此,本研究課題充分借鑒自然,直接將自然界生物結(jié)構(gòu)作為模版,利用遺態(tài)學(xué)思想制備得到超疏水表面,為制備超疏水表面提供新的思路,拓寬了遺態(tài)材料的研究范圍。主要通過(guò)遺態(tài)模版法在單晶硅、金屬和有機(jī)物表面構(gòu)造超疏水表面。研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用自然界中的柳桉、白松以及水曲柳為生物模板,通過(guò)燒結(jié)的方法制得了保留有木質(zhì)材料原有結(jié)構(gòu)的多孔碳,其表面經(jīng)過(guò)氟硅烷修飾以后表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性能;證明了木質(zhì)孔結(jié)構(gòu)具有超疏水性。(2)在木質(zhì)多孔碳表面電鍍少量銅,制備保留有木質(zhì)材料原有結(jié)構(gòu)的超疏水Cu/C表面,并研究不同參數(shù)對(duì)疏水性能的影響。(3)以單晶硅為基底,采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)材料金屬輔助化學(xué)刻蝕的方法,以Cu/C為模版,其中Cu作催化劑,制備具有木質(zhì)反向結(jié)構(gòu)的單晶硅粗糙疏水表面。(4)在木質(zhì)多孔碳表面電鍍銅,在與多孔碳接觸部位可獲得木質(zhì)反向結(jié)構(gòu)的銅表面。其表面經(jīng)過(guò)氟硅烷修飾以后表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性能;分析電鍍濃度和時(shí)間參數(shù)的改變對(duì)樣品表面接觸角的影響,從中總結(jié)出最佳工藝條件。(5)利用模版印刷法在環(huán)氧樹(shù)脂表面構(gòu)造木質(zhì)反向疏水結(jié)構(gòu)。我們利用碳素遺態(tài)多孔碳為模版,在環(huán)氧樹(shù)脂表面進(jìn)行拓印得到多孔碳的反向結(jié)構(gòu)。分析改變參數(shù)等對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基超疏水表面的影響,最高接觸角達(dá)到154°。
[Abstract]:Superhydrophobic surface materials have the characteristics of waterproofing, anti-fogging, self-cleaning and so on, so they are the focus of current functional materials research. The preparation method of superhydrophobic surface is the key point of the research. At present, there are many methods for preparing superhydrophobic surface. However, these methods are mainly prepared by chemical principles, and the surface structures are mostly constructed by artificial preset geometric patterns. There are many superhydrophobic surfaces in nature, so scientists pay attention to the perfect hydrophobic structure of nature. However, the thought based on bionics can only reproduce the surface structure of plant and animal leaves, and it is difficult to achieve the special fine structure of micro- and nanoscale which has been evolved on the surface of organism in nature. Therefore, this research topic fully draws lessons from nature. Using natural biological structure as template, superhydrophobic surface was prepared by means of posthodal theory, which provided a new way of thinking for preparing superhydrophobic surface and widened the research scope of posthumous materials. Superhydrophobic surfaces on metal and organic surfaces. The contents and conclusions of the study are as follows: 1) using natural Eucalyptus grandis, Pinus whitewood and Fraxinus mandshurica as biological templates, porous carbon with the original structure of wood material was prepared by sintering. The surface was modified by fluorosilane and showed excellent hydrophobicity. It was proved that the woody pore structure had super hydrophobicity. 2) a small amount of copper was electroplated on the surface of woody porous carbon, and the superhydrophobic Cu/C surface with the original structure of wood material was prepared. The influence of different parameters on hydrophobic properties was studied. The monocrystalline silicon was used as the substrate, the wood structure material was used as the metal assisted chemical etching method, the Cu/C was used as template, and Cu was used as the catalyst. A kind of monocrystalline silicon with reverse structure was prepared by electroplating copper on the surface of woody porous carbon with rough hydrophobic surface. The surface of copper with wood reverse structure can be obtained at the contact site with porous carbon. The surface of copper has excellent hydrophobicity after modification with fluorosilane. The influence of the change of electroplating concentration and time parameters on the contact angle of the sample surface is analyzed. The optimum technological conditions are summarized. (1) using template printing to construct wood reverse hydrophobic structure on the surface of epoxy resin, we use carbon state porous carbon as template, The reverse structure of porous carbon was obtained by expanding the surface of epoxy resin, and the influence of changing parameters on the superhydrophobic surface of epoxy resin was analyzed. The maximum contact angle reached 154 擄.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TB306

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本文編號(hào)：1601254