【摘要】：仿生學展現(xiàn)了自然界中生物結構和機能的高度一致性。在應用仿生科學進行相關的研究或結構設計時,科研人員往往能以最小化的資源消耗換取最佳的結構性能。本文以紫竹梅葉片作為研究和仿生對象,主要應用PDMS和珍珠棉纖維進行了仿生表面的制備,并對該種具備特殊潤濕性和復雜結構的多功能表面進行研究,發(fā)掘其潛在的應用價值。紫竹梅葉片在宏觀和納米尺度下具備特殊的表面形貌,可在165°的靜態(tài)接觸角下表現(xiàn)出超疏高粘潤濕性(同時具備較高的接觸角和滾動角)。疏水性表面目前被廣泛應用于智能流體控制領域以及需要對水(或霧)進行收集的場合,為給仿生表面應用研究提供理論基礎,本文分別從水接觸角、物理和物理化學的角度對紫竹梅表面的特性進行了研究。在浸潤試驗和粘附試驗中,紫竹梅葉片表面上的水滴呈現(xiàn)出Cassie態(tài),同時葉片上的毛狀體結構也提升了對水的粘附作用,使其具備超疏高粘潤濕性。在研究過程中觀察到,疏水性葉片表面能夠利用毛狀結構捕獲并沿平行溝槽輸送水分,從而證實了這種罕見的生物表面具備良好的生物結構與機能一致性,并能夠生長在任何環(huán)境下�；谏鲜鲅芯�,本文使用稀釋的PDMS和珍珠羊毛纖維制作表面模板,對仿紫竹梅葉片表面進行了制備。最后,本文提出了一種多功能表面,這種表面具備超疏水特性和表面毛狀結構,即可以在一般環(huán)境下實現(xiàn)高效率的集水功能,又可以用于智能流體控制接口、微血管裝置或水收集系統(tǒng)的研制。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O647.5

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本文編號：2615548