具有仿生结构铜、铝材料的浸润性和摩擦学关系研究

利用简单的湿化学刻蚀技术在常用的金属材料铜、铝表面构建单尺度或多尺度的仿生结构,尤其是具有微米/亚微米双重尺度或微米/亚微米/纳米三重尺度的类荷叶仿生结构，然后进行表面化学改性。通过对水的接触角、接触角滞后及水滴动态行为的分析，研究固体表面形貌和化学成分对浸润性的影响。利用微摩擦学测试仪等设备对具有不同浸润性固体表面的摩擦学性能进行系统测试，重点研究固体表面浸润性和摩擦学性能之间的关系,初步探讨超疏水表面的摩擦学机理。本项目所用方法简单有效，操作方便，可以大面积制备，期望在金属的防腐蚀、鱼雷舰艇的减阻降噪，尤其是冰箱、空调防结霜，输电线路防雪、防冰冻等方面的应用进行一些基础研究，同时在实验上为验证、丰富和发展Wenzel模型和 Cassie-Baxter方程等固体理论进行有益的探索。

利用简单的湿化学刻蚀技术分别在金属铜、铝表面构建了单尺度或多尺度的仿荷叶结构，尤其是具有微米/亚微米双重尺度或微米/亚微米/纳米三重尺度的类荷叶仿生结构，然后分别用硬脂酸进行表面化学改性。所制备的硬脂酸修饰仿生结构表面对水的静态接触角均大于150°，水滴极容易滚落。利用微摩擦学测试仪等仪器对具有不同浸润性固体表面的摩擦学性能进行了测试，结果显示：所制备的超疏水性仿生结构表面具有良好的减摩性能以及一定的耐酸碱腐蚀性能。同时，我们又探索了一种简单、廉价及环境友好的刻蚀技术，在黄铜网表面制备了高度致密有序的氧化亚铜纳米棒。经十二烷基硫醇修饰后，表现出优异的超疏水、超亲油性能以及良好的油水分离能力。以上所用方法简单有效，操作方便，可以大面积制备，期望在金属的防腐蚀、油水分离等方面的应用进行一些有益的探索。