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《智能響應(yīng)性仿生功能表面的制備與浸潤性調(diào)諧》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TN249單位代碼：10183研究生學(xué)號：2014511038密級：公開吉林大學(xué)博士學(xué)位論文王劍楠2018年6月智能響應(yīng)性仿生功能表面的制備與浸潤性調(diào)諧FabricationandWettabilityTuningofSmartResponsiveBiomimeticFunctionalSurfaces作者姓名：王劍楠專業(yè)名稱：微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究方向：激光仿生制造指導(dǎo)教師：馮晶教授學(xué)位類別：理學(xué)博士培養(yǎng)單位：電子科學(xué)與工程學(xué)院論文答辯日期：2018年6月3日授予學(xué)位日期：年月日答辯委員會組成：姓名職稱工作單位主席楊
2、景海教授吉林師范大學(xué)委員寧永強(qiáng)研究員中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所謝志元研究員中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所馬琰銘教授吉林大學(xué)金光勇教授長春理工大學(xué)石巖教授長春理工大學(xué)秦莉研究員中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)博士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教
3、師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿聲明研究生院：本人同意《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社的《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿，希望《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》給予出
4、版，并同意在《中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級別：□碩士■博士學(xué)科專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)論文題目：智能響應(yīng)性仿生功能表面的制備與浸潤性調(diào)諧作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日作者聯(lián)系地址（郵編）：作者聯(lián)系電話：摘要智能響應(yīng)性仿生功能表面的制備與浸潤性調(diào)諧獨特的生物功能為研究人員開發(fā)先進(jìn)材料和功能系統(tǒng)提供了靈感。例如，受荷葉自清潔特性啟發(fā)，仿生超疏水功能表面在防污染、抗腐蝕、防結(jié)冰、油水分離等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大應(yīng)用價值。這種特異性界面性能由表面微納結(jié)構(gòu)和材料表面能兩方面決定
5、。近年來，響應(yīng)性材料的迅速發(fā)展使得功能表面能夠通過外界刺激來調(diào)控表面性質(zhì)。由于具備可逆的動態(tài)調(diào)控能力，響應(yīng)性仿生功能表面在智能應(yīng)用上具有重大前景，因而成為一個活躍的前沿領(lǐng)域。但是，目前響應(yīng)性功能表面的調(diào)控方式還存在一些問題，例如，對表面微納結(jié)構(gòu)的控制性、響應(yīng)恢復(fù)時間、浸潤態(tài)調(diào)控種類、生物相容性等問題，這限制了智能表面的實際應(yīng)用。本論文針對上述難題展開研究，實現(xiàn)了對仿生超疏水表面浸潤態(tài)的有效調(diào)控。制備氣動響應(yīng)性超疏水表面，實現(xiàn)了對表面結(jié)構(gòu)和疏水性的調(diào)控，研究浸潤態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)理，以探索智能表面的新型調(diào)控方式。制備可穿戴在皮膚表面、可依靠
6、人體動作調(diào)控表面浸潤性能的智能超疏水功能表面，以拓展智能表面的應(yīng)用范圍。主要研究內(nèi)容歸納如下：1.制備氣動響應(yīng)性超疏水功能表面?，F(xiàn)有的浸潤性調(diào)控方式主要基于對材料表面化學(xué)性質(zhì)和表面能的調(diào)控，響應(yīng)時間長，對材料要求有限制。調(diào)控過程中，表面結(jié)構(gòu)通常是靜態(tài)的或變化幅度較小。事實上，結(jié)構(gòu)調(diào)控方式對表面浸潤特性的可控調(diào)諧更加直接，可實現(xiàn)動態(tài)、快速調(diào)控。但是，實現(xiàn)對微納尺度結(jié)構(gòu)的大面積動態(tài)調(diào)控并非易事，仍面臨嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。本論文設(shè)計制備氣動響應(yīng)性功能表面以實現(xiàn)上述目標(biāo)。（1）采用拉伸輔助鍵合工藝，利用柔性材料制備拱形微氣腔網(wǎng)絡(luò)。各氣腔表面
7、形貌均一，氣腔內(nèi)部通暢，氣密性良好；（2）樣品表面可以在氣動操作下實現(xiàn)快速、可逆、大幅度形變，具有良好的氣動穩(wěn)定性。通過對氣動表面進(jìn)行選擇性修飾，實現(xiàn)了對樣品表面結(jié)構(gòu)和浸潤態(tài)的動態(tài)調(diào)控，使得類似荷葉和玫瑰花瓣表面的疏水態(tài)可以在同一表面上進(jìn)行快速切換；（3）通過觀察和分析固體-液體界面，提出充氣和放氣狀態(tài)下的表面浸潤模型。根據(jù)經(jīng)典浸潤性理論和實驗參數(shù)，計算得出兩種狀I(lǐng)態(tài)下表面接觸角的理論值，與實驗測量結(jié)果相符；（4）利用氣動表面對浸潤態(tài)的動態(tài)調(diào)諧能力，實現(xiàn)了對水滴的抓捕和釋放操作。2.制備智能超疏水硅膠皮膚。研究人員一直不斷致力于
8、拓展功能表面的應(yīng)用范圍。最近，超疏水功能表面在可穿戴領(lǐng)域表現(xiàn)出潛在應(yīng)用價值。但是，表面浸潤性調(diào)控方式對人身安全具有潛在威脅，并不適用于可穿戴表面，例如，需要紫外光照射、有毒化學(xué)物質(zhì)、高溫等，這限制了響應(yīng)性功能表面在可穿戴器件中的應(yīng)用。本論文探索制備柔性可拉伸硅膠
