基于织构化表面的温度/压力响应Cassie态研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suibiannicheng
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近年来,超疏水功能材料因其独特的界面润湿性能吸引起了人们的广泛关注,而应用于各类芯片实验室与微流体器件的界面功能材料更是成为化学、生物学、材料学等多学科的交叉研究热点。但是,目前超疏水表面研究多集中于常温常压下表面化学特性与粗糙结构对静态液滴润湿行为的影响,而较少关注非常规条件表面上动态液滴润湿行为与表面织构及化学特性之间的关系。本文研究了织构化表面微观结构形貌及化学特性对温度与压力响应Cassie态液滴润湿行为影响机制。   研究采用光刻微加工技术制备出具有规则微观结构的织构化表面,考察了织构化热表面上液体接触角变化规律和动态润湿行为,量化了织构化表面轮廓对温度响应Cassie态液滴的影响特征;通过机械线切割与气相沉积技术制备具有毫米/微米/纳米三级粗糙结构的复合织构化表面,表征了表面毫米尺度轮廓结构对过热液滴的导向特征,并开发出温度响应性功能表面;以微米级织构化微孔膜为研究对象,评价了微孔膜孔径及表面浸润性对压力响应Cassie态临界压力的影响方式。通过本文研究,首次揭示了织构化表面上温度/压力响应Cassie态液滴的形成机制、织构化表面轮廓对响应Cassie态的影响与响应Cassie态液滴在织构化表面上的运动润滑特征,为深化非常态界面润湿行为的认识提供了理论基础,对高温与压力环境下超疏水表面设计与微流体器件发展具有较强的理论与实践意义。
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