柔性透明自支撑氧化锡锑电纺纳米纤维膜的制备与表征

以四氯化锡和三氯化锑为前驱体,通过静电纺丝技术制备了柔性透明的自支撑氧化锡锑(ATO)纳米纤维膜.研究结果表明,该柔性ATO纤维膜具有四方相金红石晶体结构,且呈无规的纤维网状分布.当前驱体煅烧温度分别为520℃和700℃时,纤维的平均直径为200和150 nm;组成纤维的颗粒的平均粒径为10和19 nm;可见光透过率为72%和80%;电阻率为5.23和2.20Ω·cm.该自支撑ATO纳米纤维膜还显示出优异的柔韧性,在弯曲500次后其电阻率基本不变.     

水滴在超疏水植物叶片上的沉积方法和机理研究进展

自然界中有很多超疏水植物叶片, 水滴撞击在这些表面时极易产生溅射和反弹, 造成农用化学品喷雾施药时药物的大量损失, 利用率低下, 从而重复喷洒施药. 农用化学品过度使用将造成食品安全、 农药残留、 水资源浪费及环境生态污染等问题. 因此, 增加水滴在超疏水植物叶片表面的沉积效率对提高农药利用率尤为重要. 本文从分析水滴在超疏水表面的撞击动力学特征开始, 结合添加助剂后液滴的物理化学性质, 系统阐述了水滴在超疏水植物叶片上的沉积方法和机理, 并提出筛选助剂和研究机理不仅要考虑助剂性质还要结合基底结构、 撞击动力学特征等因素, 而且还要考虑单水滴尺寸大小、 基底运动和弹性及环境因素等对沉积的影响. 本文对农药喷洒及生物医学、 机械工程、 涂料喷涂和油墨打印等领域均有指导意义和应用价值.     

聚苯胺-TCNQ复合薄膜的微观结构与电学特性

聚苯胺 (ＰＡＮＩ)作为高聚物材料 ,具有稳定性好 ,易于合成等优点．它在化学传感器、显示器、光化学电池等光电器件上有着许多潜在的应用前景．目前导电聚苯胺材料的合成、薄膜的制备与表征正在受到人们的重视．由于聚苯胺很难溶于一般的有机溶剂 ,用化学方法通过聚合物溶液用旋涂或自组装的方法成膜具有很大的局限性 ,特别是不易得到实用化的薄膜产物．而用真空蒸发沉积方法制备聚苯胺薄膜却有成膜质量高、易于控制 ,能很好与电子及微电子加工工艺相接轨等优点［１ -３］．国外已有一些关于真空蒸发沉积聚苯胺薄膜的研究报导［２ -５］,但…     

具有特殊浸润性的各向异性微纳米分级结构表面构筑的研究进展

自然界存在许多具有各向异性表面结构的生物,其表面表现出典型的对液体操控的方向性的差异。近年来,这种表面微结构的构筑引起了广泛的研究兴趣,已成为一个热点研究方向。天然的各向异性浸润表面是由复杂的异质微纳米结构组成,基于基础研究和应用推广的目的,可以将其简化为一些有序的方向性结构表面。本文介绍了现在应用广泛的几种各向异性微纳米分级结构的构筑方法,并对比分析其可行性。同时,文中还深入讨论了各向异性微纳米分级结构表面对于液体行为的调控。这种各向异性微纳米分级结构表面在微流体运输、微流控芯片等领域将有重要应用,也会对生命科学(比如生物芯片和重大疾病的早期诊断)、能源(比如电极材料的可控制备)和环境(比如污染物的分离及定向转化)等研究做出巨大的贡献。     

仿生水下超疏油表面

水下超疏油表面是指在油/水/固三相体系中,对油的接触角大于150°的固体表面.从鱼体表面和荷叶下表面2种具有水下超疏油性质的生物体系出发,讨论了影响水下超疏油性质的因素,并据此提出了仿生水下超疏油表面的设计方法.通过介绍目前典型的人造水下超疏油表面的制备手段和研究进展,概括了水下超疏油体系的发展现状.对浸润性和黏附性响应性可控的智能水下超疏油体系以及水下超疏油体系在液滴操控、抗生物黏附和油水分离等领域的应用进行了简要介绍.最后对仿生水下超疏油体系目前研究存在的问题及挑战进行了总结,在此基础上展望了该领域未来的发展方向.     

仿生智能浸润性表面研究的新进展

简要介绍了固体表面浸润性的概念及近年来的相关理论研究成果, 并概述了自然界中具有特殊浸润性表面的生物体典型实例以及仿生制备的特殊浸润性表面和智能响应表面, 展望了具有特殊浸润性表面的研究方向.     

仿壁虎和贻贝黏附材料

自然界中的动物和植物经过45亿年长期的进化使其结构与功能达到近乎完美的程度,实现了结构与功能的统一。黏附材料在生物医学、建筑等领域都具有重要的应用价值。受自然界中具有优异黏附特性的生物材料启发(如壁虎、贻贝等),国内外许多课题组相继开展了仿生黏附材料的研究。根据黏附机理的不同,黏附材料大致可分为可逆黏附和永久黏附两大类。壁虎的可逆黏附是基于其脚趾多尺度微纳结构与接触面间的范德华力,贻贝的永久黏附则源自其分泌的黏附蛋白。本文就壁虎、贻贝及其他生物黏附材料的黏附机理及其相应仿生黏附材料的国内外研究现状进行简要的综述,并对该领域未来的发展方向作了展望。     

阵列凹坑结构分布与水滴黏附性质的关系

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.     

玫瑰花花瓣微观结构与水滴黏附性质的关系

利用环境扫描电镜(ESEM)分别观察了新鲜、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粘附力,分析了玫瑰花花瓣微观结构与水滴粘附性质的关系.实验结果表明,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粘附力的关键原因.     

室温下纳米氧化锌新相的合成及表征

常温常压下,用高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面修饰剂,成功地合成了粒度分布窄、平均粒度为4.0nm的氧化锌纳米微粒,其晶体结构与文献报道在高温高压(450℃,6×10⁸Pa)下合成的体相ZnO具有相同结构.EXAFS实验结果表明,纳米Zn-O的键长比体相发生收缩,Zn原子周围的氧配位数减少.