資源描述：
《微納雙重結構表面的接觸角模型及其潤濕性研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年1月潤滑與密封Jan．2014第39卷第1期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．39No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．01．009微納雙重結構表面的接觸角模型及其潤濕性研究李小兵(南昌大學機電工程學院江西南昌330031)摘要：依據超疏水、自清潔荷葉表面具有的微米乳突和納米鞭毛雙重結構，設計類似荷葉表面的微／納雙重結構，建立對應的Wenzel、Cassie接觸角模型，分析微納雙重結構及其結構參數對表面潤濕性的影響。研究表明，對于單級微觀結構，具有細
2、長(較大的柱高與柱邊長比)微觀結構的粗糙表面疏水效果更好；對于微納雙重結構，二級納米結構的出現(xiàn)降低了實現(xiàn)超疏水性的柱高與柱邊長比的閾值，微納雙重結構可以大大提高表面的疏水性能。關鍵詞：微納雙重結構；荷葉表面；接觸角模型；潤濕性中圖分類號：TB383文獻標識碼：A文章編號：0254—0150(2014)1—043—3ContactAngleModelandWettabilityontheSurfaceswithMicro／nanoBinaryStructuresLIXiaobing(SchoolofMechatron
3、icsEngineering，NanchangUniversity，NanchangJiangxi330031，China)Abstract：Basedonsuperhydrophobieandself-cleaninglotusleafsurfacewiththedualstructuresofmicromastoidandnanoflagellar，themicro／nanostructuressimilartolotusleafsurfacewasdesigned．Thecorrespondingcontac
4、tanglemodelswithWenzelandCassiemodelwereestablishedandtheinfluencesofthemicro--nanodualstructuresanditsstructurepa-rametersonsurfacewettabilitywereanalyzed．Theresultsshowthatforsinglemicrostructure，theroughSUrfacewithaslen-derstructure(thatiswiththelargerratio
5、ofcolumnsheightandcolumnsidelength)hasabetterhydrophobiceffect．Formicro—nanodualstructure，thethresholdratioofcolumnheightandcolumnlengthtoimplementsuperhydrophobicisre-ducedduetothesecondnanostructures．Therefore，themicro—nanodualstructurescangreatlyimprovetheh
6、ydrophobicpropertiesofroughsurface．Keywords：micro／nanostructures；lotusleafsurface；contactanglemodel；wettability荷葉表面是一種典型的具有超疏水、自清潔作用究了單級微觀結構接觸角模型以及結構參數對其潤濕表面(“荷葉效應”)，利用“荷葉效應”，通過人工控性的影響，結果表明微觀結構提高了表面疏水性能，制固體表面潤濕性制備自清潔表面，在國防、工農業(yè)可以通過調節(jié)結構參數改變其疏水性能。生產和人們日常生活中有著重要的應
7、用前景，引起研究人員廣泛關注?。隨著對自然界中自清潔現(xiàn)象和潤濕性可控表面的深入研究，制備無污染、自清潔表面的夢想成為現(xiàn)實。Barthlott和Neihuis通過對近300種植物葉表面研究，認為自清潔特征是由粗糙表面微米結構的乳突以及表面疏水的蠟狀物質存在共同引起。Feng等通過對荷葉表面深入研究，發(fā)現(xiàn)荷葉表面富含低表面能的蠟，還密布微突起(如圖1所示)，其直徑為5～9Ixm，而且單個微突起表面還具有枝狀納米鞭毛結構，納米結構平均直徑為(124．3±3．2)nm。結果證明，低表面能蠟及微／納雙重結構使荷葉表面獲得極高
8、的接觸角和較小的滾動角。本文作者前期已研基金項目：江西省教育廳科學技術研究項目(GJJ13001)．收稿日期：2013—04—18(b)Nanostructure作者簡介：李小兵(1979一)，男，博士，副教授，主要從事表圖1荷葉表面微／納雙重結構面工程與摩擦學研究．E—mail：lixiaobing@ncu．edu．cn．Fig1Miero／nanostr
