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微平面间黏着力对微机电系统(MEMS)非常重要,常是决定其能量损耗乃至寿命长短的最主要因素.MEMS中的黏着力主要来源之一就是介于两互相接触平面间的弯月面力.弯月面力主要取决于相互接触的两平面间形成的弯月面形状.本文通过分析两微小平面在分离过程中弯月面形状的变化,得到在不同表面亲水/疏水性能、初始液面高度、分离距离等条件下的弯月面形状,计算得出在不同初始条件下断裂高度和弯月面力的数值以及随之变化的规律,为MEMS的性能分析和寿命计算提供依据。 相似文献
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以亲水性微观粗糙表面上不同几何形貌及分布的微柱阵列为对象, 讨论了液滴在亲水性粗糙表面上的润湿过程以及润湿状态的转变阶段. 从能量角度分别考察了微观粗糙结构几何形貌及分布、微柱几何参数、固体表面亲水性、接触角滞后作用等因素对液滴润湿状态转变的影响规律. 研究发现: 在亲水粗糙表面, 正方形微柱呈正六边形阵列分布时, 液滴更容易形成稳定的Cassie状态, 或者液滴仅发生Cassie状态向中间浸润状态的转变; 与此同时, 减小微柱间距、增大方柱宽度或圆柱直径、增大微柱高度、增强固体表面的亲水性将有利于液滴处于稳定的Cassie状态, 或阻止润湿状态向伪-Wenzel或Wenzel状态转变; 然而, 当液滴处于Cassie状态时, 较小的固-液界面面积分数或减弱固体表面亲水性能均有利于增大液滴的表观接触角, 因此在亲水表面设计粗糙结构时应综合考虑润湿状态稳定性和较大表观接触角两方面因素; 此外, 接触角滞后作用对于液滴状态的稳定性以及疏水性能的实现具有相反作用的影响. 研究结果为液滴在亲水表面获得稳定Cassie状态的粗糙结构设计方法提供了理论依据.
关键词:
亲水表面
微观粗糙结构
表面自由能
润湿状态转变 相似文献
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构建抗菌表面涂层,是解决医疗器械表面因黏附生长细菌引发医源性感染的理想途径.因此,本研究利用层层自组装技术,以静电相互作用为驱动力制备了壳聚糖/丝素纳米纤维(CHI/SNF)多层膜,通过紫外-分光光度计(UV-Vis)追踪该多层膜的组装过程,并使用扫描电镜(SEM)对其进行形貌分析.然后,通过引入天然抗菌药物小檗碱(BBR)获得BBR-CHI/SNF多层膜.初步探讨了该载药多层膜的体外药物释放行为和对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的抗菌性能.测试结果表明,多层膜的载药量能够通过调整膜的层数来控制.多层膜具备抗细菌黏附及一定抑菌性能,负载BBR后,通过BBR与多层膜内CHI的协同作用,抗菌性能得到了提升,抑制了金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的生长,其抑制率分别达到了(59.62±4.28)%和(51.65±3.77)%.总而言之,本研究构建了一种兼具抑菌和抗细菌黏附功能的载药多层膜,该多层膜制备简单,性能易于调控,基底灵活,因此在生物医用材料表面抗菌领域具有良好的应用前景. 相似文献
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Fabrication of pillar-array superhydrophobic silicon surface and thermodynamic analysis on the wetting state transition
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Textured silicon (Si) substrates decorated with regular microscale square pillar arrays of nearly the same side length, height, but different intervals are fabricated by inductively coupled plasma, and then silanized by self-assembly octadecyl- trichlorosilane (OTS) film. The systematic water contact angle (CA) measurements and micro/nanoscale hierarchical rough structure models are used to analyze the wetting behaviors of original and silanized textured Si substrates each as a function of pillar interval-to-width ratio. On the original textured Si substrate with hydrophilic pillars, the water droplet possesses a larger apparent CAs (〉 90~) and contact angle hysteresis (CAH), induced by the hierarchical roughness of microscale pil- lar arrays and nanoscale pit-like roughness. However, the silanized textured substrate shows superhydrophobicity induced by the low free energy OTS overcoat and the hierarchical roughness of microscale pillar arrays, and nanoscale island-like roughness. The largest apparent CA on the superhydrophobic surface is 169.8~. In addition, the wetting transition of a gently deposited water droplet is observed on the original textured substrate with pillar interval-to-width ratio increasing. Furthermore, the wetting state transition is analyzed by thermodynamic approach with the consideration of the CAH effect. The results indicate that the wetting state changed from a Cassie state to a pseudo-Wenzel during the transition. 相似文献
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建立了加速溶剂萃取-高效液相色谱-串联质谱同时检测鱼肌肉中19种抗生素及2种磺胺代谢产物残留量的分析方法。样品以甲醇为萃取溶剂,采用加速溶剂萃取仪萃取,并在萃取池内以C18填料作为吸附剂进行同步净化。提取液经冷冻离心去除生物杂质后,经氮吹浓缩、定容,以高效液相色谱-串联质谱分析。采用Xterra MS C18色谱柱分离,以0.1%(体积分数)甲酸水溶液(含0.1%甲酸铵)为流动相A,以甲醇-乙腈(1:1, v/v)为流动相B。方法的加标回收率为55.2%~113.3%,相对标准偏差为0.1%~17.6%(n=6),方法的检出限为0.003~0.6 ng/g。以该方法对莱州湾海水养殖区内采集的野生鱼肌肉样品进行分析,共检出6种抗生素。该方法简便、快速、灵敏度高,为研究抗生素的暴露水平和环境行为奠定了基础。 相似文献
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利用自组装和喷覆技术,在单晶硅(Si)表面制备了N-3-(三甲氧基硅烷基)丙基乙二胺(DA)-月桂酰氯(LA)-1-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体(ILs)双层自组装分子/离子液体复合润滑薄膜(DA-LA-ILs).采用接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对复合润滑薄膜进行了润湿性能、分子组分、微观形貌和微尺度黏附行为的研究;利用球-盘摩擦磨损试验机研究了该薄膜的摩擦学性能.结果表明:经DA-LA-ILs复合润滑薄膜改性后,有效改善了Si表面的微观黏着性能;同时,相较于DA-LA双层自组装分子膜改性的Si表面和直接由ILs修饰的Si表面,该复合润滑薄膜具有良好的宏观减摩抗磨性能.研究为DA-LA-ILs复合润滑薄膜应用于微机电系统,降低微接触表面的黏着并提高耐磨性能提供了理论依据和试验基础. 相似文献