类粘液的超湿滑表面的仿生构建及其性能调控机制研究
编号:909
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更新:2023-03-29 10:06:23 浏览:387次
口头报告
摘要
润滑油灌注多孔超湿滑表面(SLIPS)拥有多项优异的性质,例如高压稳定性、高透明性、多种液体排斥性和自修复性,因而成为了近年来的研究热门[1]。然而,超滑表面长期在极端环境(紫外辐照、高/低温、液体浸泡等)中服役,会导致表面油膜挥发、挟带和降解等损耗流失[2];同时在外力机械损伤下,如何增强结构基底的机械耐久性和长效服役性成为构建SLIPS表面亟待解决的问题[3]。受自然界中泥鳅和蚯蚓等粘液类生物启发[4-5],我们设计制备了具有自修复性能的有机硅改性聚氨酯超滑涂料,硅油共价接枝型超湿滑表面和中空微球芯吸灌注型超滑表面。通过改变氨基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和对苯二甲醛的含量,实现对涂料体系中氢键和动态亚胺键的含量调控,同时可以调节封装硅油润滑液的含量,进而制备具有不同力学性能、修复性能和疏液防污性能的功能涂层。通过合理的化学成份调控和结构设计,我们制备了具有基于多重动态键(氢键和亚胺键)的基膜自修复和基于润滑油可控分泌的油膜自修复表面,涂层具有优异的力学性能(断裂强度0.12 MPa, 断裂伸长率1600%,修复率98%),疏液性能(水72.8 Nm/m - DMF 36.76 Nm/m)和防污性能(小分子染料、牛血清蛋白和水藻等微生物)。SLIPS表面润滑油膜的机械应力(拉伸或者压缩)响应性分泌释放,可以实现对材料摩擦性能(摩擦系数:1.2-0.6)和液滴黏附作用(滑动角15°-80°)的可逆调控。本研究项目构筑了具有基膜自修复和油膜自修复的协同修复SLIPS表面,极大推动了SLIPS材料在实际生活和生产中的应用研究,在自修复材料、海洋防污、微流体减阻和智能穿戴等领域具有广泛的应用前景。
稿件作者
刘明明
山东理工大学
吴永玲
山东理工大学
郑宏宇
山东理工大学
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