仿生智能材料ppt課件(2)(已修改)
2025-05-16 18:09 本頁(yè)面
【正文】 第 2 章 仿生材料 植物葉表面的自清潔性 — 水黽 — 壁虎 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 天然蜘蛛絲和蠶絲蛋白仿生材料 植物葉表面的自清潔性 粗糙結(jié)構(gòu) — 荷葉效應(yīng) 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 ? 荷葉粗糙表面上有微米結(jié)構(gòu)的乳突，平均直徑為 59um，單個(gè)乳突又是由平均直徑約為 構(gòu)分支組成，乳突之間的表面同樣存在納米結(jié)構(gòu)。 微米 納米的分級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu) 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 在荷葉表面微米結(jié)構(gòu)的乳突上還存在納米結(jié)構(gòu)，這種 微米結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)相結(jié)合的階層結(jié)構(gòu)是引起表面超疏水的根本原因 ，而且，如此所產(chǎn)生的超疏水表面具有較大的接觸角及較小的滾動(dòng)角。另外，在荷葉的下一層表面同樣可以發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)，它可以有效的阻止荷葉的下層被潤(rùn)濕。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 單一微米或納米結(jié)構(gòu)示意圖（上） 微米 納米的分級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu) 示意圖 （下） 由于微、納米結(jié)構(gòu)并存，大量空氣儲(chǔ)存在這些微小的凹凸之間，水珠只與荷葉表面乳突的部分蠟質(zhì)晶體絨毛相接觸。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 表面各向異性 水稻葉 表面存在類似于荷葉表面微 /納米結(jié)合的階層結(jié)構(gòu)，但 在水稻葉表面，乳突沿平行于葉邊緣的方向排列有序，而沿著垂直方向呈無(wú)序的任意排列，水滴在這兩個(gè)方向的滾動(dòng)角也不相同，其中沿平行方向?yàn)?35176。 ，垂直方向?yàn)?915176。 。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 類水稻葉表面碳納米管薄膜 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 蝴蝶翅膀 由微米尺寸的鱗片交疊覆蓋，每一個(gè)鱗片上分布有排列整齊的納米條帶結(jié)構(gòu)，每條帶由傾斜的周期性片層堆積而成 。 ? 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 RO 不滾動(dòng) 蝴蝶 以身體為中心軸向外發(fā)散方向（ RO方向 ）傾斜，水滴易滾動(dòng)；反向 傾斜，水滴不能滾離；垂直 RO的兩個(gè)方向，水滴不易滾離。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 — 水黽 水黽 的腿能排開(kāi) 300倍于其身體體積的水量，它的一條腿能在水面上支撐起 15倍于身體的重量，它在水面上每秒鐘可滑行100倍于身體長(zhǎng)度的距離。 水 黽穩(wěn)定的水上運(yùn)動(dòng)特性是源于特殊的微 /納米結(jié)構(gòu)和油脂的協(xié)同效應(yīng) 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 — 水黽 水黽腿部的微米剛毛與納米溝槽結(jié)構(gòu)電鏡照片 水黽 的腿部有數(shù)千根按同一方向排列的多層微米尺寸的剛毛（直徑 3um），剛毛表面形成螺旋狀的納米溝槽結(jié)構(gòu)。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 水黽是利用其腿部特殊的微納米結(jié)構(gòu)，將 空氣有效地吸附
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