仿生纳微斜角结构阵列的动态浸润低粘滞特性调控

基本信息
批准号:21771015
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:郑咏梅
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林玉才,高春雷,刘玉芳,郭振宇,章淼鑫,张明乾,冯诗乐,李丹,李吉彤
关键词:
微纳复合结构多功能材料仿生体系可控构筑
结项摘要

The controllable and low adhesive wettability surfaces with micro- and nanostructures have the significance for the fields such as micro-device in aeronautics and astronautics; microfluidics; thermal transmission; fluid transport, and so on. Based on models from typical biological surfaces with tilt-structures (wedge, tilted pillar), in this project, the bioinspired tilt-structures with uni-directional and low adheshive wettability-controlled ones can be fabricated. The surfaces with tilt-structured arrays can be fabricated by the multi-methds and technology such as physical, chemiscal, nanotechnology, etc.. The tilt-structured arrays induce the asymmeric solid-liquid-gas three-phase interfaces and form the direcitonal low adhesion properties. By fabrication on different tilt-structures, the low-adhesion in directions can be found in tilt-structured arrays. The responsive (magnetic, thermal) interfaces can be fabricated to be used to control surfaces with the tilt-structured arrays under external actions, the dynamic surfaces with dynamic tilt-structures can be achieved so that such surfaces can further control dynamic adhesion in directions. The droplets with different components and surface tensions can be used to examine the adhesion of surfaces..The essence can be revealed when tilt-structures induce directional adhesion. The relationship between tilt-structures and low-adhesion can be relied each other, which a law can be ascertain. The liquid-interfaces can be introduced to reveal the micro-mechanism on controlling low-adhesion in dirctions on tilt-structured arrays. These researches are significant to achieve the surfaces with directional low adhesion-controlled abilities, providing the theory and foundation to design the novel surfaces for engineering materials in applications.

依赖微纳米结构的浸润性低粘滞表面调控在航空航天微器件、微流控、热传递、流体输运等领域有重要的研究价值。本课题拟以典型生物表面的斜角结构(楔形、斜锥)模型出发,构筑单向低粘滞及浸润特性可控的表面。拟通过多学科交叉方法(物理、化学、纳米技术等)构筑仿生超疏水微纳米斜角结构阵列。研究斜角阵列引发的固-液-气三相界面的非对称性以及方向粘滞特性。通过构筑不同斜角结构,探索斜角阵列的低粘滞方向。通过引入响应性(磁、温度)界面,开展在外场调控下的动态界面的粘滞动态特性的研究。拟通过研究不同组分微液滴在斜角阵列表面的低粘滞行为特性,揭示斜角结构阵列引发的方向粘滞特性的实质,以及斜角结构与低粘滞特性之间依赖关系,建立斜角阵列与界面低粘滞的普遍规律。引入液相界面,揭示斜角结构与液-固-液界面低粘滞调控的微观机制。本课题研究拟获得一系列方向浸润低粘滞调控的表面,为工程新材料设计提供基础。

项目摘要

依赖微纳米结构的浸润性低粘滞表面调控在航空航天微器件、微流控、热传递、流体输运等领域有重要的研究价值。本课题拟以典型生物表面的斜角结构(楔形、斜锥)模型出发,构筑单向低粘滞及浸润特性可控的表面。拟通过多学科交叉方法(物理、化学、纳米技术等)构筑仿生超疏水微纳米斜角结构阵列。研究斜角阵列引发的固-液-气三相界面的非对称性以及方向粘滞特性。通过构筑不同斜角结构,探索斜角阵列的低粘滞方向。通过引入响应性(磁、温度)界面,开展在外场调控下的动态界面的粘滞动态特性的研究。拟通过研究不同组分微液滴在斜角阵列表面的低粘滞行为特性,揭示斜角结构阵列引发的方向粘滞特性的实质,以及斜角结构与低粘滞特性之间依赖关系,建立斜角阵列与界面低粘滞的普遍规律。引入液相界面,揭示斜角结构与液-固-液界面低粘滞调控的微观机制。本课题研究拟获得一系列方向浸润低粘滞调控的表面,为工程新材料设计提供基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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