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1.
近年来,除了荷叶表面,更多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。通过研究这些表面微观结构,人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面,从而更好地满足工业中实际应用的需要。该综述简单地介绍了表面润湿的基本模型和最新的几种特殊表面结构,重点介绍近几年仿生超疏水表面应用的最新研究进展,主要包括超疏水表面在超疏油、表面润湿转换、外界刺激下的润湿行为调控、微流体、抗结冰等方面的应用。最后,对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。  相似文献   
2.
仿生超疏水性表面的生物应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
梁伟欣  张亚斌  王奔  郭志光  刘维民 《化学学报》2012,70(23):2393-2403
自然给科学家和工程师带来仿生的灵感和启发.近年来,受自然界中荷叶的启发,在充分考虑表面形貌和化学组成协同效应的基础上,人们已经制备出许多仿生超疏水性表面,这些表面在抗结冰、微流体、生物相容性等领域具有很多潜在的应用价值.仿生超疏水性表面在生物领域的应用逐渐崭露头角,研究发现,超疏水性表面所俘获的空气能够减缓药物释放的速率,因此利用此类表面作为药物的载体有望实现长期供药.超疏水特性能在一定程度改善和提高生物体与材料表面之间的相互作用,例如,血小板几乎不在超疏水表面上进行粘附和活化避免了造成血栓和血凝,因此仿生超疏水性表面可用于制备人造血管和与血液相接触的仪器.细胞和生物分子在不同特殊润湿性表面具有不同的行为和现象,如粘附、繁殖、吸附等差异,这有助于进一步探索研究细胞和生物分子的信息功能,是当前仿生超疏水性表面应用的重要研究方向之一.本综述简单介绍了经典的润湿模型,重点总结了仿生超疏水表面在生物领域的应用,其主要包括控制药物释放、提高血液相容性、蛋白质吸附研究、细胞行为研究、生物分子和细胞微图案化等.最后,对仿生超疏水性表面在生物领域研究应用进行了展望.  相似文献   
3.
借助于多巴胺在Fe3O4纳米颗粒表面自聚合形成聚多巴胺薄膜制备出Fe3O4/聚多巴胺(Fe3O4/PD)复合纳米颗粒,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪对样品的形貌、结构及成分进行分析.所制备的颗粒经1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷化学修饰后表现出超疏水性.有趣的是,超疏水性的Fe3O4/PD纳米颗粒包裹在水滴表面能形成磁性液珠,该液珠(4μL)在亲水性玻璃表面上的接触角高达164°、滚动角为8°.这些磁性液珠具有良好的机械稳定性和强度,同时研究了外部磁场驱动液珠在平面、曲面、油相中运动.结果表明,磁性液珠能够有效应用于操作微流体装置中的液体输送.水滴在Fe3O4/PD纳米颗粒构成表面的接触角超过150°,而油滴则接近0°,因此,在磁场存在下,这些颗粒能用于吸收油水混合物中的油滴而实现油水分离.此外,回收的Fe3O4/PD纳米颗粒保持着超疏水性且能再次利用.  相似文献   
4.
有机钼及其复合纳米润滑添加剂的摩擦磨损性能研究   总被引:12,自引:1,他引:11  
采用X-P型销-盘摩擦磨损试验机和MRS-10J型四球摩擦磨损试验机考察了N68MD、N68ME、N68和SAE404种含有机钼及其复合纳米润滑添加剂的润滑油的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜和电子衍射能量谱仪分析了摩擦副的磨损形貌及其磨损表面元素分布情况.结果表明:在N68MD润滑时,钢/钢摩擦副具有较低的摩擦系数和磨损量,并且具有良好的抗极压性能;在N68ME润滑时,钢/钢摩擦副除了表现出很小的摩擦系数和良好的抗极压性能以外,还表现出优异的自修复功能,这是由于有机钼与纳米铜协同作用的结果.  相似文献   
5.
溶胶凝胶法制备仿生超疏水性薄膜   总被引:15,自引:0,他引:15  
郭志光  周峰  刘维民 《化学学报》2006,64(8):761-766
通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法和自组装(Self-assembled)制备了具有超疏水性的薄膜, 水滴在该薄膜上的平衡静态接触角为155°~157°, 滑动角为3°~5°. 通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜微观表面, 发现该薄膜表面分布了双层结构(Binary structure)的微纳米粗糙度的微凸体, 上表层微米微凸体的平均直径为0. 2 μm, 下表层纳米微凸体的平均直径约为13 nm, 其分布与荷叶表面的结构极其相似. 用X射线光电子能谱(XPS)对薄膜表面元素进行了成分分析, 结果表明, 其表面存在大量的F, Cl等元素, 它能显著降低薄膜表面的表面能. 薄膜超疏水性的原因可能是, 通过硅片经溶胶粒子表面制备的薄膜具有合适的表面粗糙度, 再经过全氟辛基三氯甲硅烷(FOTMS)化学修饰后, 薄膜表面能进一步降低, 这两个条件的有机结合就使得薄膜产生了超疏水性.  相似文献   
6.
合成出1种新的无硫、磷有机钼配位化合物(MCC),采用SRV摩擦磨损试验机评价所制备的有机钼配位化合物作为润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,并探讨了其润滑机理.结果表明,所合成的有机钼配位化合物作为润滑油添加剂对钢/钢摩擦副具有较好的抗磨减摩作用,使钢/钢摩擦副的摩擦系数降低,磨损体积损失减小.磨损表面分析表明,在载荷和剪切力作用下,MCC在摩擦表面发生了剧烈的摩擦化学反应,并形成具有稳定结构的含钼氧化物化学反应膜,引起磨损表面硬度随载荷增加而增大,从而起到了抗磨减摩作用.  相似文献   
7.
周慧  郭志光 《应用化学》2022,39(1):154-176
有效地收集空气中的雾气是缓解缺水危机的一种方法。近年来,可雾水收集的仿生超浸润材料受到了广泛的关注。通过进一步研究雾水收集过程中的液滴动态运输行为,为设计并构筑多功能仿生超浸润材料提供指导。本综述详细地总结了自然界典型的雾水收集现象,并对液滴在不同润湿性材料表面的动态运输行为进行了分类。从单一仿生到多重仿生出发,系统介绍了近年来仿生超浸润材料在雾水收集应用中的研究进展及雾水收集效果。最后,针对可高效雾水收集的仿生超浸润材料的研究发展进行了展望。  相似文献   
8.
稳定超疏水性表面的理论进展   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
王奔  念敬妍  铁璐  张亚斌  郭志光 《物理学报》2013,62(14):146801-146801
自然界中很多动植物都具有稳定的超疏水性, 它们既拥有高接触角, 又拥有低滚动角, 且能长期稳定存在.通过对它们的研究, 发现表面的润湿性与表面的化学成分、表面的几何形貌有关, 并且表面几何结构的影响更为显著, 甚至可以实现由亲水性表面向超疏水转变. 虽然目前在这个领域已经有大量的实验验证了表面粗糙结构的重要作用, 但是对于表面微纳米结构对表面疏水性机理的理论研究还并不完善. 本文详细介绍了超疏水表面的基本理论及其适用性、 接触角滞后现象, 分别从经典理论和能量的观点探讨了润湿状态转化发生的条件, 重点介绍了通过仿生理念对表面几何形貌的优化设计, 包括单尺度和多尺度表面结构对于设计稳定超疏水表面的作用. 最后, 对超疏水理论的不足和未来发展进行了展望. 关键词: 超疏水 仿生 接触角 滞后  相似文献   
9.
仿生超疏水性表面的研究进展*   总被引:15,自引:0,他引:15  
郭志光  刘维民 《化学进展》2006,18(6):721-726
仿生超疏水性表面的研究是化学模拟生物体系研究中的一个新领域。荷叶等植物叶面的超疏水现象为我们在不同基底上制备仿生超疏水性表面提供了实践基础。本文给出荷叶等三种植物叶面的超疏水性和微观结构,阐述了仿生超疏水性表面的研究进展。  相似文献   
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