教育部重点实验室开放基金(K201004)
- 作品数：7 被引量：11H指数：3
- 相关作者：孙刚房岩白雪花李政文韩德复更多>>
- 相关机构：长春师范大学长春师范学院吉林大学更多>>
- 发文基金：教育部重点实验室开放基金吉林省教育厅科技计划项目吉林省自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学一般工业技术理学更多>>
- 以蝴蝶翅为模板构建多级结构的超疏水表面被引量：5
- 2016年
- 以蝴蝶翅表面为生物模板,采用真空蒸镀法、软刻蚀法制备了超疏水纳米银膜、超疏水高分子膜(聚二甲基硅氧烷,PDMS).使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和视频光学接触角测量仪观测了天然和仿生表面的微观形态及浸润性.结果表明:在蝴蝶(夜迷蛱蝶,Mimathyma nycteis)翅表面蒸镀的不同厚度(5,10,20,40,60,80,100nm)纳米级银膜上,接触角(contact angle,CA)均大于130°,其中蒸镀5nm银膜的表面接触角达到了150.4°.随着蒸镀银膜厚度的增加,蝴蝶翅表面的疏水性降低.仿生高分子膜表面较好地复制了蝴蝶(斑缘豆粉蝶,Colias erate)翅表面的多级微观结构和浸润性,接触角达到了153.2°.蝴蝶翅表面的微纳米多级粗糙结构使金属银和高分子膜实现了超疏水.
- 孙刚房岩白雪花李政文彭小唤
- 关键词：蝴蝶微观结构超疏水性生物材料仿生制备
- 蝗虫翅表面微观结构及疏水耦合机理被引量：3
- 2012年
- 使用体视显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱仪和视频光学接触角测量仪,研究了4种蝗虫(黄胫小车蝗Oedaleus infernalis、异翅负蝗Atractomorpha heteroptera、花胫绿纹蝗Aiolopus tamulus、中华稻蝗Oxya chinensis)翅表面的微观结构、化学成分及疏水性,建立了蝗虫翅表面的微观结构疏水模型,分析了蝗虫翅表面疏水耦合机理。结果表明,蝗虫翅表面具有规则排列的微米级柱状乳突结构,乳突直径为1.6～2.3μm,高为2.3～3.2μm,间距为6.8～7.6μm。翅表面为长链烃类、脂肪酸酯和脂肪酸醇构成的蜡质层,是天然疏水表面,具有较强疏水性(接触角为139.0°～150.4°)。液滴与翅表面呈复合接触,符合Cassie方程。翅表面的高疏水性是微米级粗糙结构(结构耦元)与蜡质晶体(材料耦元)协同作用的结果。
- 房岩孙刚丛茜郭华曦
- 关键词：仿生学蝗虫微观结构疏水性
- 甲醇/水混合溶液在蝴蝶翅表面的润湿行为被引量：3
- 2012年
- 使用视频光学接触角测量仪和扫描电子显微镜研究了甲醇/水混合溶液在蝴蝶翅表面的润湿行为,根据Cassie方程分析了甲醇对蝴蝶翅表面的润湿机理。结果表明,蝴蝶翅表面具有较强的疏水性(蒸馏水接触角为134.0°～159.2°)和疏甲醇性(45%甲醇溶液接触角为91.3°～128.5°)。甲醇溶液在32种蝴蝶翅表面润湿和铺展的临界体积分数分别为50%和70%。在黄钩蛱蝶(Polygonia c-aureum)翅表面,当甲醇体积分数<45%时,液滴在纳米级结构上的体相力大于表面力,液体填满纳米级缝隙,而在微米级结构上体相力小于表面力,液滴由微米级结构支撑,翅表面不发生润湿;当45%≤甲醇体积分数<65%时,液滴在纳/微米级结构上的体相力均大于表面力,液滴塌陷;当甲醇体积分数≥65%时,翅表面发生润湿,由复合接触转为湿接触。
- 孙刚房岩丛茜郭华曦
- 关键词：工程仿生学蝴蝶润湿性甲醇
- 蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性被引量：1
- 2014年
- 使用扫描电镜和视频光学接触角测量仪研究了22种蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性。一级结构为微米级鳞片,鳞片密度为101~280个/mm2,长65~135μm,宽35~85μm,间距48~112μm。二级结构为鳞片表面的亚微米级纵肋和横向连接。三级结构为纵肋和横向连接上的纳米级突起。蝴蝶翅表面的蒸馏水接触角为138.2°~158.5°,属于天然疏水表面,这是翅表面化学组成与微观结构协同作用的结果。蝴蝶翅表面可为新型仿生自清洁材料的制备提供生物模板。
- 房岩韩德复毕语涵孙刚
- 关键词：蝴蝶接触角疏水性生物模板
- 蝴蝶翅粗糙表面的各向异性及机理分析
- 2014年
- 使用扫描电镜和接触角测量仪，观测了蝴蝶翅粗糙表面的各向异性，进行了机理分析。结果表明，蝴蝶翅表面微观复合结构（一级结构、二级结构、三级结构）具有显著的各向异性，并由此导致液滴在蝴蝶翅表面的滚动行为及自清洁性呈现各向异性，正向滚动角〈垂向滚动角〈逆向滚动角。蝴蝶翅表面可作为纳米自清洁表面的仿生制备模板。翅表面的各向异性是蝴蝶长期进化的结果，对于蝴蝶的生存和繁衍具有重要意义。
- 孙刚邰志娟房岩毕语涵
- 关键词：各向异性疏水性微观结构
- 生物表面的疏水自洁研究被引量：1
- 2015年
- 在漫长的演化与协同进化过程中,生物体在宏观与微观结构、形态与功能、代谢、遗传、发育、调控、组装的过程和机制,修复、免疫机制,信息传递、处理和行为调控能力,适应环境的生存能力,与其他生物相互依存和协同进化的能力等得到全面的优化[1]。生物界利用的机理、过程、结构和材料是人类技术和工程巨大的宝库。很多重大科学技术原理的发现都源于科学家们在生命活动探索的过程中,从而产生了灵感。它的核心思想是利用自然界的原理、过程和技术来创造新产品、新工艺和新策略,以使人类达到长期适应地球的生存。许多生物为了适应其生存环境,体表已逐渐形成各种非光滑结构。这种非光滑结构就具有疏水、自洁脱附、降阻、耐磨、防雪、防雾、防污染、抗氧化等功能,除此以外,有些生物的非光滑体表还具有隐形、拟态、降噪、稳定等功能[2-3]。随着科学技术的发展,对于生物的非光滑表面及人工仿生表面的疏水及自洁的研究吸引了越来越多的科研工作者的注意。研究的目的则是揭示自然和人工表面的疏水自洁机理,为实现新的多功能的人工表面提供系统的基础理论和有效实用的方法。对生物表面的表面效应、尺寸效应、多尺度效应和跨尺度效应的研究将是未来表面研究的发展方向[4]。
- 毕语涵孙刚房岩
- 关键词：疏水性自清洁超疏水
