表面微纳米结构的构筑及超疏水/超疏油性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴伟词 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-18 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 刘维民 ; 周峰 |
| 关键词 | 微/纳米结构 超疏水 超疏油 低表面能 特殊浸润性 micro/nano structure superhydrophobicity superoleophobicity low surface energy wettability |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 具有自清洁能力的超疏水超疏油表面具有重要的基础研究意义以及良好的应用前景，目前虽然已有许多相关报道，但具有实用性的超疏水表面以及性能良好的超疏油表面仍然非常少。在具有超疏液特殊润湿性的表面制备方法中，表面微结构的构造发挥关键性作用。本论文研究工作通过多种方法在不同材料基底表面（金属，玻璃等）构筑了多种新颖的微纳米结构，在此基础上提出了多种简单的超疏水表面及实用化的超疏油表面制备方法，具有潜在的应用价值。本论文工作揭示了通过表面结构和表面化学的结合从而产生特殊表面润湿性的可能，着重展示了固体表面结构与其表面疏水、疏油性之间的关系。本论文中，我们主要报道了如下结果： 1. 研究了一些常见植物叶片表面组成、微观结构及其表面润湿性能。利用常规的溶胶-凝胶方法通过单分散二氧化硅纳米粒子在硅片表面上自组装形成不同形貌的微纳米结构表面，并结合低表面能有机硅烷修饰，研究了表面形貌与表面润湿性能的关系。 2. 利用有机弱酸溶液对铜-锌合金表面进行表面选择性氧化，从而引起了不同的表面微纳米结构，无需低表面能修饰形成了超疏水—疏水表面。研究了花状形貌超疏水表面的生长过程及机理。 3. 利用简易电化学方法，在铝及其合金表面分别构造了微米级尺度的复杂三维结构以及在此基础上的氧化铝（Al2O3）纳米线阵列结构，这两种结构表面经过全氟类硅烷化合物修饰后都具有超双疏性能，而后者的超疏油性能较前者得到大大提高，对绝大多数表面能在20mN/m以上的低表面能有机液体（全氟聚醚类等除外）显示出广泛的超疏液特性。此方法具有广阔的应用前景，包括疏油管道，航海表面材料，厨房防油用具等。 4. 通过简单的喷涂-室温固化方法制备了能应用于不同基底材料的具有易修复性的脂肪酸盐类超疏水性表面。研究表明，通过控制前驱体乳液的浓度可以调控固化后表面的微纳米结构，使得水滴在表面的接触模型由Wenzel模式转变为Cassie模式。简单喷涂及室温下快速固化的特点使得该超疏水表面具有易修复性。 |
| 学科主题 | 表面纳米功能材料 |
| 公开日期 | 2012-11-05 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1666]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴伟词. 表面微纳米结构的构筑及超疏水/超疏油性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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