固态超滑移表面的制备及其性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jianqing3232
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传统的润滑油注入的滑移多孔表面作为典型的仿生多功能表面之一,存在着润滑油的挥发、流失导致表面滑移特性丧失,污染其他材料表面等问题。同时低表面能含氟材料的注入导致表面生物相容性、环境友好性变差,制备成本变高。受到植物叶子果实表面具有的超滑移特性的固态表皮蜡层的启发,论文研究并制备了一种具有优良生物相容性、制备工艺简便、稳定性好的固态超滑移表面(Slippery Solid-Covered Surfaces,SSCS),并分别在金属铝基材以及碳钢基材上形成固态超滑移表面,该固态超滑移表面在生产生活、医疗卫生、环境保护等领域有较好的应用前景。利用通过了美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)认证的纳米疏水陶瓷涂料和医用级硅油的结合,采用控制变量法确定制备固态超滑移表面的最佳工艺参数,探究制备流程,在最优制备流程和最佳工艺参数下制备的固态超滑移表面的水滴滑动角达5°,并对固态超滑移表面的微观形貌、元素组成进行表征与分析。自清洁试验表明形成了固态超滑移表面的铝片相对普通铝片具有优异的自清洁性能,在短时间内可达到自清洁效果;通过耐高温试验验证了固态超滑移表面具有良好的耐高温稳定性能;对固态超滑移表面在低温寒冷条件下的抗结冰性能和结冰后易除冰性能两个方面进行的试验研究表明,相对于普通表面,固态超滑移表面具有优良的抗结冰性能,除冰力数值减小了89.3%,除冰时间减小了3 s;通过与润滑油注入的滑移多孔铝基表面(Slippery Liquid Infused Porous Surface,SLIPS)的耐摩擦对比试验和固态超滑移表面的耐摩擦破坏试验表明固态超滑移表面具有良好的耐摩擦稳定性能。在医用外科手术刀上形成的固态超滑移表面,通过室温下的血液粘附试验表明,形成了固态超滑移表面的SSCS手术刀具有优异的防沾血性能,即使采用质量分数为1 wt%的碳酸钠沸水105℃高温煮沸消毒法、质量分数为3 wt%的过氧化氢和0.25 wt%的碘伏5~15分钟浸泡消毒法、强紫外线消毒法消毒灭菌后SSCS手术刀表面仍具备良好的防沾血性能、防粘附性能以及对血液的超滑移性能。
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