激光诱导聚酰亚胺薄膜表面周期性微纳结构的制备与性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jacob888888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来激光诱导周期性表面结构(laser-induced periodic surface structures,LIPSS)引起了人们广泛的关注,这种表面改性方法能够显著地提升材料的某些性能。聚酰亚胺(Polyimide,PI)是综合性能最好的聚合物材料之一,关于激光诱导PI周期性表面结构的制备及其性能应用研究几乎为空白。所以本文主要进行了以下四个方面的研究。首先,设计并搭建了一套与准分子激光器适配的光路系统,使激光能够更好地用于PI薄膜改性。该光路系统能够使激光脉冲能量分布由高斯分布转变为高平分布,脉冲光斑大小为12×12 mm~2,并且脉冲能量密度可在0-50 m J/cm~2内随意调节。第二,研究了能够在PI薄膜上生成周期性微纳结构的激光脉冲参数范围,并找到一组最佳参数。实验结果表明,当脉宽为20 ns,频率为10 Hz,入射角度为90°时,能量密度在7 m J/cm~2-18 m J/cm~2之间,脉冲数在6000-18000个之间,都能够在PI薄膜表面生成周期性的波纹结构。波纹结构的周期大约都是200 nm,深度为4 nm-60 nm不等。当脉宽、频率和入射角不变时,能量密度为14.01 m J/cm~2,脉冲数为12000,生成的周期性波纹结构的形貌最规整,波纹深度最大,大约为60 nm。第三,研究了脉冲数和能量密度对PI薄膜表面生成的周期性微纳结构的形貌和粗糙度影响,并从化学成分变化和微观结构两个方面出发,研究了周期性表面结构对PI薄膜润湿性的影响。实验结果显示,在设定的实验参数范围内,随着脉冲数和能量密度的增加,PI薄膜表面的波纹深度和粗糙度呈现了相似的变化规律,基本上都是先增大后减小。最大的表面粗糙度大约是未处理PI薄膜的25倍。PI薄膜表面粗糙度、O/C和N/C的增大,使PI薄膜的水接触角由原来的73.7度产生不同程度的减小,最小的水接触角约为19.7度。PI无毒且具有良好的生物相容性,改性后的PI亲水性又好,这为生物细胞传感器的发展提供新的思路。最后,进行了将改性后的PI薄膜应用于表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)的可行性研究。实验结果显示,改性后的PI薄膜能够使拉曼光谱的信号提升三个数量级左右。
其他文献
南港地区位于北大港构造带东南翼滩涂至极浅海区域,该区油气资源丰富,但由于埋藏较深,且处于开发成本较高的滩涂区域,过去一直没有得到有效的利用,随着填海工程的发展,该区现已经变为陆地,开发成本降低,需要将该区合理有效的开发利用起来,所以,开展南港地区的储层预测具有重大的现实意义。本文针对南港地区油藏埋藏深、地震资料分辨率低、储层变化大、精细预测难度大等难题,进行了油田区域地质特征的资料调查,综合分析了
学位
侗绣作为较为珍贵的非物质文化遗产之一,是中国传统的民间手工艺,它历史悠久、集艺术观赏性与艺术实用性综合为一体,颇具民族文化特色。本文以侗族地区的侗绣为研究对象,首先通过对文献资料的查阅,梳理了侗绣的历史发展、分类、构图形式、色彩搭配、工艺技法,同时前往贵州省黔东南苗族侗族自治州的黎平县调研侗绣的现状,发现以下三方面问题:其一侗绣纹样色彩较为质朴,产品多以背带、围裙居多,以致产品受众群体有限,导致侗
学位
护士服是护士在工作时穿的特定工作服,本文研究对象主要是护士普通日常工作服,目的是优化现有护士服设计。本文通过文献研究、实地考察、问卷调研挖掘护士服存在的问题和优化需求。研究发现,第一,护士服相关研究较少,目前国内护士服以白色为主,彩色为辅,纹样应用少而单一,款式大同小异,主要有分体式、连衣裙式、白大褂式,面料以涤棉梭织面料为主,配饰类型较局限,整体缺少个性化特色。第二,泉州地区护士服类同于国内现有
学位
全波形反演因其利用了全波场的信息进行模拟记录和观测记录的匹配,相比其他的反演方法利用的波场信息更丰富,具有更高的成像精度,在油气地球物理勘探中得到越来越多的研究和应用,但是全波形反演尤其是三维的全波形反演方法具有超大规模的计算量,致使其反演效率远低于其他反演方法。本文围绕时间域弹性波全波形反演理论展开反演精度及反演效率的研究,并针对陆上实际资料进行时间域三维弹性波全波形反演的实用性研究。首先,从减
学位
纽结理论是低维拓扑的重要分支,主要研究内容是纽结和链环的分类,常用的工具是纽结不变量.一类最重要的纽结不变量是多项式不变量.HOMFLY多项式作为双变量多项式不变量,有着较强的区分纽结和链环的能力,但对于一般的纽结,没有统一的计算公式且计算难度较大.因此,对于尽可能多的纽结和链环,计算其HOMFLY多项式具有重要的学术价值和应用价值.本文主要研究一些定向的直线型链环和复叠链环的HOMFLY多项式的
学位
油田及输油管道附近的原油泄漏对周围的土壤安全和生态环境造成了极大的威胁,同时也正在吸引越来越多的关注。目前,在石油微泄漏检测领域迫切需要一种用于识别污染位置和量化污染量的新方法。近年来,深度学习方法已在许多领域掀起了一场革命,并展现出强大的信息分析能力。随着石油污染对环境的影响越来越大,开发新的人工智能污染预测模型变得愈发重要。基于被原油污染的沙粒的太赫兹时域光谱表征结果,本论文以被原油污染的沙粒
学位
杨税务潜山带位于廊固凹陷东部,是受河西务断层控制的北东向展布的大型垒块山潜山带。经历了多次地质运动,变形十分复杂,构造运动对该区域的改造作用十分强烈。该区主要是碳酸盐岩储层,构造以裂缝为主。预测和描述储层中的裂缝是一项具有挑战性的工作,预测精度往往受多因素影响。本论文的主要工作是应用一套新的三维地震资料,结合地质与测井数据,对杨税务潜山工区的碳酸盐岩储层进行预测与裂缝描述。论文首先就研究工区的位置
学位
我国是世界上最大的肉鸭生产、消费和出口国家。鸭肉能够提供脂肪酸、蛋白质等优质的营养物质,已逐渐走进百姓日常餐桌。随着生活水平的日益改善及肉类消费结构的改变,人们对鸭肉的营养属性与安全性提出了更高要求。但是传统肉质检测方法费时费人费力,因此实现鸭肉品质与安全的无损快速检测方法成为关注重点。本研究利用近红外光谱分析技术与化学计量学方法,开展了鸭肉脂肪含量的定量检测研究,比较研究了不同质量样品、不同预处
学位
置景方法是一种技术也是一种艺术。作为一种创作手段被广泛应用于电影、戏剧、舞美、环境艺术、摄影等领域。在摄影创作中,能够高效且直接的呈现影像的视觉风格。当下对于摄影置景方法的研究尚需得到更多关注。本文以毕设作品《最后的人类》为案例对摄影置景方法的具体视觉表达进行探析,对摄影置景方法是什么,摄影置景方法怎么做,摄影置景方法有什么意义,这三个问题进行了梳理且初步构建了理论框架。置景方法是一种灵活多变工作
学位
氢脆会导致金属材料的机械性能下降,诱发金属材料脆性失效。氢脆是溶解在金属内部的氢与金属的相互作用造成的,探究氢在金属中的固溶行为对氢脆机理的研究具有重要意义。在铁基合金中固溶一定浓度的镍原子能够有效提升金属材料的抗氢脆性能,探究镍原子对氢固溶行为的影响对研究镍元素提升金属材料抗氢脆性能的机理同样具有重要意义。氢脆是发生在原子尺度上的微观现象,基于密度泛函理论的第一性原理计算可以很好地在微观尺度上解
学位