發(fā)布時(shí)間：2021-05-11 14:38

　　在人類生產(chǎn)生活中,表面潤濕性（浸潤性）具有重要意義。當(dāng)液體在表面的接觸角接近0°（超親液）或者大于150°（超疏液）時(shí),這種表面被稱為超浸潤表面。其中,具有液體排斥功能的超疏液表面在液滴操縱、摩擦調(diào)控、自清潔和油水分離等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力,受到人們廣泛關(guān)注。研究表明,表面潤濕性能除了受其化學(xué)組成影響外,更取決于其微觀結(jié)構(gòu)。然而,針對(duì)表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以獲得性能良好的超疏液表面來滿足生產(chǎn)/生活需求,不僅缺乏設(shè)計(jì)依據(jù),還往往難以達(dá)到預(yù)期效果。自然界中的許多生物,經(jīng)億萬年進(jìn)化,已在其體表形成了獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)陣列,它們與體表化學(xué)組成一起,共同貢獻(xiàn)于生物體表面的超疏液特性。天然生物體超疏液表面微結(jié)構(gòu)陣列的自組裝、自排布規(guī)律為仿生學(xué)設(shè)計(jì)提供了新的思路。近年來,用于構(gòu)建微陣列超疏液仿生表面的方法不斷涌現(xiàn),如涂層法、模板法、激光加工、光刻和3D打印等,盡管在不同的應(yīng)用環(huán)境表現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì),但也存在各自的局限性。如何更加合理地選擇制備方法并進(jìn)行制造約束下的仿生設(shè)計(jì)與優(yōu)化,是長期以來仿生微陣列超疏液表面制造面臨解決的重要問題,亦是國內(nèi)外研究的前沿與熱點(diǎn)。本論文以荷葉、玫瑰花、跳蟲和豬籠草4種具有... 

【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)】：172 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 潤濕性基礎(chǔ)理論
        1.2.1 潤濕性表征參數(shù)
        1.2.2 接觸角理論模型
    1.3 自然界中典型的超浸潤表面
        1.3.1 荷葉
        1.3.2 玫瑰花
        1.3.3 跳蟲
        1.3.4 豬籠草
        1.3.5 其他天然浸潤表面
    1.4 仿生超疏液表面設(shè)計(jì)制造方法
        1.4.1 設(shè)計(jì)原則
        1.4.2 制造方法
    1.5 微陣列調(diào)控潤濕性能
        1.5.1 潤濕性靜態(tài)調(diào)控
        1.5.2 潤濕性動(dòng)態(tài)調(diào)控
    1.6 仿生超疏液表面的應(yīng)用
        1.6.1 液滴操縱
        1.6.2 摩擦調(diào)控
        1.6.3 自清潔
        1.6.4 油水分離
        1.6.5 防冰
        1.6.6 防霧
        1.6.7 抗菌
        1.6.8 其他應(yīng)用
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第2章 一步法制備超疏水涂層及應(yīng)用研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 材料與設(shè)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 超疏水涂層表面形貌及化學(xué)成分分析
        2.3.1 表面形貌分析
        2.3.2 表面化學(xué)成分分析
    2.4 表面潤濕性分析
        2.4.1 二氧化硅含量對(duì)涂層潤濕性影響
        2.4.2 微納結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分對(duì)涂層潤濕性的影響
        2.4.3 45#鋼基涂層潤濕性分析
    2.5 表面機(jī)械穩(wěn)定性分析
    2.6 超疏水涂層的應(yīng)用研究
        2.6.1 空氣/油中自清潔
        2.6.2 油水分離
        2.6.3 摩擦調(diào)控
    2.7 本章小結(jié)
第3章 模板法制備可編輯高黏附超疏水表面及應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 表面形貌及化學(xué)成分分析
        3.3.1 表面形貌分析
        3.3.2 表面化學(xué)成分分析
    3.4 表面潤濕性及其機(jī)理分析
    3.5 表面可編輯性能分析
        3.5.1 表面微觀結(jié)構(gòu)可編輯性能分析
        3.5.2 表面可編輯潤濕性能分析
    3.6 可編輯表面的應(yīng)用研究
        3.6.1 液滴運(yùn)輸
        3.6.2 摩擦調(diào)控
    3.7 本章小結(jié)
第4章 自組裝法制備具有可切換潤濕性的超雙疏表面及應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 表面形貌及化學(xué)成分分析
        4.3.1 表面形貌及其形成機(jī)制
        4.3.2 表面化學(xué)成分分析
    4.4 表面超雙疏性能及其機(jī)理分析
        4.4.1 表面超雙疏性能分析
        4.4.2 表面超雙疏機(jī)理分析
    4.5 可切換潤濕性及其機(jī)理分析
        4.5.1 磁場響應(yīng)的潤濕性切換及其機(jī)理分析
        4.5.2 機(jī)械應(yīng)變響應(yīng)的潤濕性切換及其機(jī)理分析
    4.6 超雙疏表面的應(yīng)用研究
        4.6.1 磁場響應(yīng)的液滴運(yùn)輸
        4.6.2 機(jī)械應(yīng)變響應(yīng)的液滴運(yùn)輸
    4.7 本章小結(jié)
第5章 自組裝@浸涂法制備超雙疏與超滑表面及應(yīng)用研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 表面形貌及化學(xué)成分分析
        5.3.1 表面形貌及其影響因素分析
        5.3.2 表面化學(xué)成分分析
    5.4 表面潤濕性分析
        5.4.1 超雙疏表面潤濕性分析
        5.4.2 超滑表面潤濕性分析
    5.5 表面穩(wěn)定性分析
        5.5.1 超雙疏表面化學(xué)、機(jī)械、溫度穩(wěn)定性分析
        5.5.2 超雙疏表面壓力穩(wěn)定性分析
        5.5.3 超滑表面穩(wěn)定性分析
    5.6 超雙疏與超滑表面的應(yīng)用研究
        5.6.1 超雙疏表面延遲低壓閃蒸結(jié)冰
        5.6.2 超滑表面運(yùn)輸液滴
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
        6.1.1 研究結(jié)論
        6.1.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]鯊魚皮仿生結(jié)構(gòu)應(yīng)用及制造技術(shù)綜述[J]. 劉寶勝,吳為,曾元松.  塑性工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]低壓閃蒸液滴溫度與相變過程的研究[J]. 劉偉民,畢勤成,楊冬,董明曉,齊方成,畢新剛.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
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博士論文
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[3]具有抗結(jié)冰功能的超疏水表面的制備及其性能研究[D]. 劉發(fā)堂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
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[5]基于形狀記憶環(huán)氧樹脂超疏水表面構(gòu)筑及其潤濕性調(diào)控[D]. 呂通.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[6]特殊浸潤性表面的構(gòu)建及其自修復(fù)性能研究[D]. 劉艷花.蘭州大學(xué) 2016
[7]超疏水表面界面潤濕行為與減阻特性研究[D]. 宋東.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[8]超疏水/超雙疏材料的制備及其性能研究[D]. 彭珊.華南理工大學(xué) 2015
[9]基于飛秒激光微納米技術(shù)的仿生功能結(jié)構(gòu)研究[D]. 李國強(qiáng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
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碩士論文
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[2]有機(jī)硅超疏水膜層的構(gòu)建及性能研究[D]. 李巧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]3D打印超疏水超親油多孔膜及其在油水分離中的應(yīng)用[D]. 呂娟.西南交通大學(xué) 2017
[4]多功能超疏水抗菌材料的制備及其表面性能的研究[D]. 付昱晨.浙江大學(xué) 2017
[5]仿生超疏水及耐腐蝕鎂合金表面的制備與機(jī)理[D]. 尹曉明.吉林大學(xué) 2015



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