黏附性可控超疏水表面的制备及相关性能研究

基本信息
批准号:21301141
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:李健
学科分类:
依托单位:西北师范大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐小华,杨尧霞,张容,王克亮,景治娇,李中卫
关键词:
制备接触角滚动角黏附性可控超疏水
结项摘要

The recent progress in the fabrication and application of superhydrophobic surfaces urgently needs to fabricate and use the superhydrophobic surfaces with tunable adhesion. Among the many characteristics of superhydrophobic surfaces, the adhesion is extremely important,which directly determines the dynamic behavior of liquids on superhydrophobic surfaces. In this project, the preparation of superhydrophobic surfaces with tunable adhesion and related properties will be studied systematically. The superhydrophobic surfaces with tunable adhesion will be fabricated through controlling the composition and proportional of the suspensions, which are composed of oxide nanoparticles grafted with certain chain length low surface energy materials. The problem, how to prepare the superhydrophobic surfaces with tunable adhesion, will be solved by controlling the different hydrophilic/hydrophobic micro-region density of the sprayed surfaces. Basing on the above research results, the adhesive property of the superhydrophobic surfaces and contact angle will be investigated systematically. Dynamic adhesive mechanism is also revealed by studying the adhesive stability and the influences under external pressing action. The major research achievement of the project not only can provide examples and materials support for the preparation of the superhydrophobic surfaces with tunable adhesion, but also can further understand the adhesive mechanism, which has great theoretical significances and application values to resolve the problems of superhydrophobic surfaces with tunable adhesion which are difficult to prepare and the ambiguous relationship between the adhesive property and contact angle.

超疏水表面技术的发展对其黏附性的调控提出了迫切的要求,因为表面的黏附性直接决定了液滴的动态行为。因此,本项目将系统深入的开展黏附性可控超疏水表面的制备及相关性能的研究工作,通过控制所喷涂悬浮液的组成(未接枝和接枝一定链长低表面能物质的氧化物纳米颗粒)和比例来实现对所喷涂表面亲水/疏水微区域密度的调控从而来解决黏附性可控超疏水表面难以制备的问题。在此基础上,考察超疏水表面的黏附性与其接触角的关系,并开展压缩水滴的动态黏附行为工作。通过本项目的实施,一方面可以为黏附性可控超疏水表面的制备提供实例和材料支持,另一方面可以促进超疏水表面黏附机理的基础研究,这对解决黏附性可控超疏水表面难制备以及超疏水表面的黏附性与其浸润性的关系比较模糊等问题具有重要的理论意义和应用价值。

项目摘要

在超疏水表面众多的特性当中, 黏附性的研究显得极为重要, 因为表面的黏附性直接决定了液体在超疏水表面上的动态行为。因此, 本项目对“黏附性可控超疏水表面的制备及相关性能研究”进行了系统和深入的理论和实验研究, 主要体现了以下几个方面的研究成果。1、利用一步喷涂法喷涂亲水和疏水颗粒的混合物,通过控制混合物颗粒中疏水颗粒的百分含量来调控表面亲水/疏水微区域的密度进而实现对其表面成分的有效调控,从而在保持表面形貌不变的情况下得到了黏附性能可控的超疏水表面实现了其滚动角的可控变化。通过调控亲疏水颗粒的比例制备黏附性可控超疏水表面的方法具有普适性,可作为一般原则加以推广。2、利用黏附性可控超疏水表面黏附力的差异,首次实现了对不同体积大小的微液滴进行了选择性转移。当扮演“机械手”角色的超疏水表面的黏附力大于水滴的重力时,水滴就能够被黏附并转移, 否则, 水滴无法被转移。3、获得了超疏水表面浸润性能与黏附性能的定性规律。超疏水表面的滚动角与黏附力随着接触角的下降而增大。压缩水滴的实验表明, 接触模型为Cassie state的低黏附超疏水表面即使水滴被压缩的严重变形仍然具有稳定的超疏水性能和低黏附性能, 而接触模型为metastable state和Wenzel state的中黏附和高黏附超疏水表面压缩水滴后润湿性能由超疏水变为亲水。 4、考察了超疏水表面黏附性能对油水分离和防腐蚀等性能的影响。研究结果表明, 超疏水表面的黏附性能对油水分离过程几乎没有影响, 然而对防腐蚀性能有显著影响, 与高黏附涂层相比低黏附超疏水涂层显著降低了腐蚀电流和提高了阻抗模值。本项目按时完成了预定任务。发表SCI期刊收录论文25篇, 获授权中国发明专利1项, 培养硕士毕业生3名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

DOI:10.7538/hhx.2022.yx.2021092
发表时间:2022
2

吹填超软土固结特性试验分析

吹填超软土固结特性试验分析

DOI:10.13544/j.cnki.jeg.2014.06.004
发表时间:2014
3

强震过程滑带超间隙水压力效应研究:大光包滑坡启动机制

强震过程滑带超间隙水压力效应研究:大光包滑坡启动机制

DOI:
发表时间:2020
4

制冷与空调用纳米流体研究进展

制冷与空调用纳米流体研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2021.11.009
发表时间:2021
5

入海泥沙减少对黄河三角洲潮滩粒度特征的影响--物理模型实验

入海泥沙减少对黄河三角洲潮滩粒度特征的影响--物理模型实验

DOI:10.16028/j.1009-2722.2022.007
发表时间:2022

李健的其他基金

批准号:81100771
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602454
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31201081
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608285
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11604036
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701804
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21272148
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21306139
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902551
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11804085
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773332
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:11672072
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81371071
批准年份:2013
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:81704057
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11326135
批准年份:2013
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51209042
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601454
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872245
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11771264
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:30901684
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61873057
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21002061
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11172063
批准年份:2011
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61403075
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31502110
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71601145
批准年份:2016
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51775248
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51905084
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71772147
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81402850
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11702026
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105176
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69904006
批准年份:1999
资助金额:13.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400509
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71502056
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31802078
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802046
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773283
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81703154
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300557
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71402133
批准年份:2014
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51407082
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50175041
批准年份:2001
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:50675160
批准年份:2006
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:81601771
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800429
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70973010
批准年份:2009
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:70801003
批准年份:2008
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51309021
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60974110
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51575402
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51075308
批准年份:2010
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:31871322
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:61272100
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41506022
批准年份:2015
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61003011
批准年份:2010
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401362
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71171011
批准年份:2011
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:81873099
批准年份:2018
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31201431
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403327
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41001106
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81273884
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81670281
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71302118
批准年份:2013
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400240
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81873861
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61374219
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:41101435
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70241011
批准年份:2002
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31772038
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31371019
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31871140
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31870555
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:19701031
批准年份:1997
资助金额:3.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51877094
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81341112
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:71373022
批准年份:2013
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71571010
批准年份:2015
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:61502241
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61705005
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21908076
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

黏附性能具有多重响应的超疏水表面的仿生制备及其在微液滴可控运输方面的应用研究

批准号:21304025
批准年份:2013
负责人:成中军
学科分类:B0309
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

微纳织构化黏附性超疏水表面的水润滑摩擦学性能及相关关系规律研究

批准号:U1404516
批准年份:2014
负责人:郭永刚
学科分类:E0505
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
3

基于超疏水原理的皮革用自清洁界面的制备及性能研究

批准号:21476253
批准年份:2014
负责人:谢衡
学科分类:B0810
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
4

可控分层降解超疏水海洋防污减阻复合涂层的制备及性能研究

批准号:51775183
批准年份:2017
负责人:欧宝立
学科分类:E0505
资助金额:58.00
项目类别:面上项目