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江南大學魏寧教授團隊：仿生超疏水多級結構表面設計及機理研究

2025-01-21 11:52:44 作者：表面云社區來源：表面云社區分享至：

第一作者：李欣茹

通訊作者：魏寧教授

第一作者單位：江南大學

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.22.015

基金項目：國家自然科學基金（12372327）；國家自然科學基金青年基金（12002133）

背景與意義：

經過數千年的自然選擇，大自然中許多生物表面呈現出非常優秀的功能性。如新鮮荷葉、芋頭葉、玫瑰花瓣、壁虎腳、水稻葉、蝴蝶翅膀、桃皮等動植物表面具有優異的超疏水性。

江南大學魏寧教授團隊模仿真實荷葉表面和玫瑰花瓣表面微納結構，采用自組裝方法制備了沉積有不同尺度的聚苯乙烯（PS）微球的聚二甲基硅氧烷（PDMS）仿生表面。通過調控PS微球的尺寸大小以及混合比例，調整其分層粗糙結構形貌，制備水黏附力可控的超疏水表面，即制備了仿玫瑰花瓣高黏附超疏水表面和仿荷葉低黏附超疏水表面。使用場發射掃描電鏡和白光干涉儀表征薄膜的微觀結構和粗糙度，利用接觸角測量儀對薄膜疏水性能以及黏附性能進行定量表征，詳細討論了單組份PS微球和混合組分PS微球尺寸對構建表面潤濕性的影響規律。通過對比兩種不同功能的表面，依據理論模型，將理論數據與實驗數據進行對比，對薄膜的潤濕機理進行了解釋。最后，制備了一個簡易的液滴轉移裝置，實現對微量液滴的無損轉移。

關鍵詞：超疏水表面；玫瑰花瓣效應；荷葉效應；聚苯乙烯微球；多級結構；界面黏附

圖文導讀：

引用本文：

李欣茹, 趙張馳, 薛洋, 等. 仿生超疏水多級結構表面設計及機理研究[J]. 表面技術, 2024, 53(22): 171-179.

LI Xinru, ZHAO Zhangchi, XUE Yang, et al. Design and Mechanism Study of Biomimetic Superhydrophobic Hierarchical Structure Surface[J]. Surface Technology, 2024, 53(22): 171-179.

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