江南大学魏宁教授团队：仿生超疏水多级结构表面设计及机理研究

2025-01-21 11:52:44 作者：表面云社区来源：表面云社区分享至：

第一作者：李欣茹

通讯作者：魏宁教授

第一作者单位：江南大学

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

基金项目：国家自然科学基金（12372327）；国家自然科学基金青年基金（12002133）

背景与意义：

经过数千年的自然选择，大自然中许多生物表面呈现出非常优秀的功能性。如新鲜荷叶、芋头叶、玫瑰花瓣、壁虎脚、水稻叶、蝴蝶翅膀、桃皮等动植物表面具有优异的超疏水性。

江南大学魏宁教授团队模仿真实荷叶表面和玫瑰花瓣表面微纳结构，采用自组装方法制备了沉积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。通过调控PS微球的尺寸大小以及混合比例，调整其分层粗糙结构形貌，制备水黏附力可控的超疏水表面，即制备了仿玫瑰花瓣高黏附超疏水表面和仿荷叶低黏附超疏水表面。使用场发射扫描电镜和白光干涉仪表征薄膜的微观结构和粗糙度，利用接触角测量仪对薄膜疏水性能以及黏附性能进行定量表征，详细讨论了单组份PS微球和混合组分PS微球尺寸对构建表面润湿性的影响规律。通过对比两种不同功能的表面，依据理论模型，将理论数据与实验数据进行对比，对薄膜的润湿机理进行了解释。最后，制备了一个简易的液滴转移装置，实现对微量液滴的无损转移。

关键词：超疏水表面；玫瑰花瓣效应；荷叶效应；聚苯乙烯微球；多级结构；界面黏附

图文导读：

引用本文：

李欣茹, 赵张驰, 薛洋, 等. 仿生超疏水多级结构表面设计及机理研究[J]. 表面技术, 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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