国家自然科学基金(20901006)
- 作品数：7 被引量：75H指数：5
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- 阵列凹坑结构分布与水滴黏附性质的关系被引量：3
- 2012年
- 以新鲜玫瑰花花瓣正面为模板,采用模板印刷法制备具有微米级阵列凹坑和纳米级沟壑结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,通过对该薄膜逐级拉伸改变其微观结构的分布;采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了不同拉伸程度下薄膜表面微观结构的变化,采用高敏感性微电力学天平测试了样品表面微观结构变化过程中水滴的黏附力,分析了其微观结构分布与水滴黏附性质的关系;采用接触角测量仪表征不同拉伸条件下薄膜的浸润性.结果表明,随着PDMS薄膜被逐次拉伸,单位面积内的凹坑结构数目减少,且凹坑逐渐分离,凹坑的深度逐渐降低,水滴更容易浸入到凹坑结构中,因此水滴与薄膜的黏附力急剧增大;随着薄膜进一步拉伸,纳米级沟壑结构会随着凹坑的拉伸而不断伸展,纳米级沟壑结构的面积增加,纳米沟壑结构诱捕的空气量逐渐上升,导致水滴与薄膜表面的接触面积降低,使得水滴与薄膜的黏附力下降;继续拉伸PDMS薄膜,纳米级沟壑结构进一步伸展,水滴逐渐浸入纳米级沟壑结构中,水滴与薄膜的黏附力缓慢增大,当水滴完全进入到纳米级沟壑中时,水滴与薄膜的黏附力达到极大值,此时继续拉伸PDMS薄膜,纳米级沟壑结构随着拉伸程度的增加继续伸展,水滴与薄膜的接触面积稍有减少,黏附力将有所下降,直至薄膜被完全破坏.由此可见,微米级凹坑结构和纳米级褶皱结构的分布是影响PDMS薄膜对水滴黏附性质的主要因素.
- 王景明王春王明超江雷
- 关键词：微米结构
- 人造玫瑰花花瓣的微结构分布与水滴黏附性质的关系被引量：11
- 2011年
- 采用模板印刷法制得了具有玫瑰花花瓣结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,通过对该薄膜逐级拉伸改变了微观结构的分布;采用环境扫描电镜(ESEM)观察了不同拉伸程度下薄膜表面微观结构的变化,采用高敏感性微电力学天平测试了样品表面微观结构变化过程中水滴的黏附力,分析了微观结构分布与水滴黏附性质的关系;采用接触角测量仪表征了不同拉伸程度下薄膜的浸润性.实验结果表明,随着PDMS薄膜被逐次拉伸,单位面积内玫瑰花花瓣乳突的数目减少,纳米褶皱面积不断增加,而纳米级褶皱结构尺寸随着拉伸基本上不发生变化,直到样品破坏;与微观结构变化相对应的,该表面对水滴的黏附力先增大后减小,直到该表面彻底破坏.由此可见,微米结构及纳米结构的分布是影响玫瑰花花瓣对水滴黏附的主要因素.
- 王景明王春王明超江雷
- 关键词：微米结构
- 蝴蝶翅膀表面水滴各向异性黏附性质被引量：8
- 2013年
- 采用扫描电子显微镜(SEM)观察了双带闪蝶(Morpho Achilles)翅膀表面的微观形貌,通过样品的表观接触角表征了其浸润性,采用高敏感性微电力学天平比较了水滴在蝴蝶翅膀表面不同方向运动时受到的黏附力.实验结果表明,水滴沿着干燥的蝴蝶翅膀鳞片堆叠方向运动时受到的黏附力要明显小于其它方向运动时受到的力,且受力较稳定;当蝴蝶翅膀被水滴浸润后,水滴沿着湿润的蝴蝶翅膀鳞片堆叠方向运动时受到的黏附力接近甚至大于逆着鳞片堆叠方向运动时受到的力.
- 王轲王景明江雷
- 关键词：蝴蝶翅膀各向异性微米结构
- 玫瑰花花瓣微观结构与水滴黏附性质的关系被引量：16
- 2011年
- 利用环境扫描电镜(ESEM)分别观察了新鲜和枯萎的玫瑰花花瓣正反两面的微观形貌,并通过测量样品的表观接触角表征了其浸润性,采用高敏感性微电力学天平测试了样品表面的黏附力,分析了玫瑰花花瓣微观结构与水滴黏附性质的关系.结果表明,微米结构主要影响玫瑰花花瓣的超疏水性,而纳米结构则是导致玫瑰花花瓣具有高黏附力的关键因素.
- 王明超杨青林王春王景明江雷
- 关键词：微米结构
- 荷叶表面纳米结构与浸润性的关系被引量：33
- 2010年
- 通过烘烤、化学萃取及物理剥除等方法改变荷叶表面的纳米结构和化学组成,在环境扫描电镜(ESEM)和全反射红外光谱(ATR)对样品的微观形貌和化学组成进行表征的基础上,为消除其它外界因素影响样品的真实微观形貌,进一步采用原子力显微镜(AFM)进行了表征.通过测量不同处理方法所得样品的表观接触角表征了样品的浸润性质.结果表明,荷叶表面的蜡质是产生表面疏水性的根本原因,其微米级结构放大了其疏水性,而纳米结构是导致其表面高接触角、低滚动角,即"荷叶效应"的关键原因.
- 王景明王轲郑咏梅江雷
- 关键词：荷叶效应原子力显微镜
- 不同浸润性多孔电极表面的气泡行为被引量：6
- 2012年
- 采用氢气模板法制备了具有多孔结构的电极;通过改变电镀电流密度和电镀时间实现了电极表面多孔结构孔径和分布的控制;通过改变表面化学组成有效调控了电极表面的浸润性质.比较了具有不同微观结构和表面化学组成的电极在给定条件下电解水过程中气泡的产生及行为机制.实验结果表明:相对于亲水的多孔电极,疏水的多孔电极表面能够黏附气泡,更易倾向于形成稳定的气膜;多孔结构对于亲水电极表面气泡行为的影响比对疏水电极表面气泡行为的影响更为显著;与没有多孔结构的亲水电极相比,具有多孔结构的亲水电极表面产生的气泡数量多,速率快;与较小孔径的多孔亲水电极相比,较大孔径的多孔亲水电极表面产生气泡速率快且黏附气泡数量少.该研究结果为微气泡减阻电极的设计提供了理论依据.
- 刘萌郭向飞王景明江雷
- 关键词：多孔结构气泡减阻
- 静电纺丝制备具有浸润性梯度的聚酰亚胺纳米纤维膜被引量：3
- 2012年
- 采用高压静电纺丝技术,在非对称异型电极上制备得到放射状聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜.采用环境扫描电子显微镜(ESEM)观察了PI膜的微观形貌以及纳米纤维的排列状态;采用接触角测量仪研究了水滴浸润性的变化;采用高敏感性力学微电力学天平测量了水滴的黏附力,分析了微观形貌变化与水滴浸润性质和黏附性质的关系.结果表明,该PI纳米纤维膜沿着非对称异型电极三角电极至弧型电极方向纤维排列由密到疏,呈放射状,具有独特的微结构梯度;整个纤维膜上的PI纳米纤维直径均一且具有光滑均匀表面,纤维与纤维之间的距离约为几微米到几十微米.由于PI纳米纤维膜所具有的独特的微结构梯度,致使沿着微结构梯度方向水滴的接触角(从超疏水到疏水)和黏附力(从低黏附到高黏附)均表现出梯度变化的特征.
- 王姝瑛李敏龚光明王景明吴俊涛江雷
- 关键词：聚酰亚胺纳米纤维膜静电纺丝
