基于貝殼表面微結構的仿生表面制備技術研究.pdf

1、船舶污損生物問題是人類自接觸海洋以來就一直存在的復雜問題，污損生物的附著會增大船舶負載，降低船速、增加燃油消耗并且對海洋生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅，如果得不到控制將會嚴重影響船舶性能。日益嚴格的環(huán)境保護法規(guī)使有毒防污涂料遭到淘汰，探索環(huán)境友好型防污方法已成為趨勢。通過調控材料表面微結構可以達到不同的防污效果，本文從仿生角度出發(fā)，以具有不同表面微結構的海洋貝殼為仿生對象，使用高分子聚合物材料制備具有貝殼表面微結構的仿生表面，為基于貝殼表面微結構

2、防污方法研究奠定基礎。
　　 選用日本鏡蛤、加夫蛤、華貴櫛孔扇貝、青蛤和錐形光殼蛤這5種防污能力不同的貝殼為仿生對象，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為陰模材料，環(huán)氧樹脂E44和聚氨酯PU膠分別為陽模材料，采用生物復制成型方法制備出具有貝殼表面微結構的仿生表面。
　　 為了研究環(huán)氧樹脂和聚氨酯復型精確性，以及比較這兩種材料制備的貝殼仿生表面的優(yōu)劣，利用三維表面輪廓測量設備對貝殼及仿生模板的表面形貌進行了測量。采用雙正交小波變

3、換對所測形貌數(shù)據(jù)進行處理，去除表面形狀誤差。
　　 選用表面平均粗糙度Sa，均方根Sq，表面峭度Stdi，表面十點不平整值Sz，谷峰距Sy以及表面紋理指數(shù)Stdi這6個參數(shù)來評價貝殼及其仿生表面表面形貌的相似度。繪制出貝殼及仿生表面各個相應測量部位的微觀形貌圖。
　　 分析結果表明：環(huán)氧樹脂材料制備出的仿生表面，其形貌參數(shù)與5種貝殼實際表面粗糙度參數(shù)相對誤差較小，基本都在10％以下，可以說明環(huán)氧樹脂材料可以較精確復型貝殼