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文檔簡介
1、潤濕性是固體表面的重要性質(zhì)之一,主要由表面的化學組成和微觀幾何結構共同決定。 近年來,隨著微納米技術的飛速發(fā)展以及仿生學研究的興起,人們對在固體表面構筑微觀幾何結構并結合化學修飾以實現(xiàn)各種特殊潤濕性能表現(xiàn)出了極大的興趣,例如超疏水表面、超親水表面以及梯度潤濕性表面。本論文通過簡單的銀鏡反應在玻璃基底上實現(xiàn)了表面潤濕性能的調(diào)控,通過改變銀鏡反應的制備條件獲得了穩(wěn)定的超疏水銀表面,結合化學修飾制備了超親水以及梯度潤濕性銀表面,并比較
2、了疏水與親水表面水上運動的差別,探索了梯度潤濕性表面在液滴自輸運方面的應用。通過測定接觸角對銀表面的潤濕性能進行了分析,用掃描電子顯微鏡、X 射線衍射分析以及X射線光電子能譜等手段對表面結構及化學組成進行了表征,通過測定表面反射率比較了化學修飾前后表面的光學性能。 超疏水表面是指水的接觸角大于150°且接觸角滯后較小的表面,由于其在自清潔材料、微流體和減阻涂層等很多領域有著廣泛的應用前景,因此,不論是在基礎研究還是應用研究領域都
3、受到越來越多的關注。本論文通過調(diào)控銀鏡反應中初始銀離子的濃度,在玻璃基底上制備了呈一定粗糙度的銀表面,無需低表面能化合物的后續(xù)修飾,該表面即能獲得穩(wěn)定的超疏水性,與水的靜態(tài)接觸角達154.3°,且水滴極容易從表面滾落。通過在較低粗糙度的銀表面自組裝含有不同端基的硫醇分子,即十二烷基硫醇和11-巰基-1-十一烷酸,實現(xiàn)了表面的超疏水及超親水轉(zhuǎn)變。比較了含有以上兩種涂層的空心玻璃小球在水上的運動,結果表明,疏水的涂層具有很好的斥水性并能提供
4、額外的支持力,為超疏水表面在水面上的快速運動提供了條件。 梯度潤濕性表面是指材料表面的特定方向上潤濕性能發(fā)生連續(xù)性變化的表面。本論文通過調(diào)節(jié)自組裝單分子(正十二烷基硫醇)溶液的濃度和滴加速度,能夠在同一片銀表面的不同位置實現(xiàn)潤濕性從疏水性到超疏水性的梯度變化。研究了水滴在潤濕性梯度表面的運動特性,結果表明,潤濕性梯度斜率較大的表面能給水滴的運動提供足夠較大的驅(qū)動力,在較大的驅(qū)動力和較小的滯后同時存在的條件下,能夠?qū)崿F(xiàn)水滴的自輸運
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