特殊润湿及粘附材料的制备及表界面行为机理研究
表面特殊润湿特性在微流体技术、微反应器、原油输送等领域有重要的潜在应用价值而被广泛研究.通过自然仿生人们已经制备出多种特殊润湿性表面,甚至自然界中鲜有发现的特殊润湿表面("超自然仿生").本论文在深入调研文献的基础上,分析了目前特殊润湿性表面在制备及应用过程中存在的问题,制备了一系列特殊润湿性的仿生表面以及超自然仿生表面,研究了润湿粘附机理,并初步探索了其应用,取得了以下主要成果:
1.采用复制的方法制备了具有复杂微纳米二元结构的聚合物表面,利用水溶性牺牲层提高微纳米结构复制效率.该表面无需修饰即具有超疏水性质,采用全氟化合物修饰后可实现超疏油.
2.通过在粗糙表面构筑双组份复合结构,在保证超疏水性质的前提下,实现表面粘附性质的调控.通过在疏水背景的表面上接枝响应性大分子(温敏、pH电解质敏感、光敏分子),实现表面粘附性能的可逆转换.
3.研究液滴受压条件下润湿性的稳定性机理和影响因素;研究揭示了动态润湿的机理;研究了真空条件下的润湿性转变机理,提出了真空下的"Cassie-Baxter模型".
4.探讨了疏水玻璃球在水、不同浓度盐溶液及油水界面上的浮动行为,详细分析了表面张力及浮力对不同直径的疏水球的浮动贡献,结果表明球较小时浮力的贡献较大,而当球较大时表面张力的贡献较大;初步研究了特殊润湿表面的防结冰性能,结果显示超疏水表面并不能有效防结冰,但可以使结冰后的除冰更容易.
- 作者：
- 刘新杰
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 物理化学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 梁永民；周峰
- 关键词：
- 表界面行为机理；粘附材料；阳极氧化铝；防结冰性能
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