仿生智能材料ppt課件(2)-wenkub
2023-05-19 18:09:12 本頁面
【正文】 ts exactly the same fine structures. 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 浸潤性的基礎(chǔ)理論 表面自由能： 恒溫恒壓下，液體或固體表面的分子與它們處于內(nèi)部時(shí)相比所具有的自由能過剩值。（ 是由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而成的人工微結(jié)構(gòu)。 自然界產(chǎn)生顏色的主要途徑是色素，但有些生物或礦物經(jīng)過進(jìn)化卻選擇了結(jié)構(gòu)顏色。 壁虎 的腳抗灰塵能力的自清潔性發(fā)生在整齊排列的剛毛上。這種微型船不但可以在水面自由漂浮，且可承載超過自身最大排水量 50%以上的重量，甚至在其重載水線以上的部分處于水面以下時(shí)也不會(huì)沉沒。 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 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倍于身體長度的距離。 ，垂直方向?yàn)?915176。 微米 納米的分級復(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濕。 。 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)。 ? 船表面的超疏水結(jié)構(gòu)可在船外表面形成 “ 空氣墊 ” ，改變了船與水的接觸狀態(tài)，防止船體表面被水直接打濕。由于粘附力所吸引在爬行基底與吸引在單個(gè)或多個(gè)剛毛小分支上的灰塵粒子存在著不均勻性，從而導(dǎo)致表面的自清潔性。 結(jié)構(gòu)顏色 ： 依靠自然光與波長尺度相似的微結(jié)構(gòu)的相互作用而產(chǎn)生顏色。 ）光子晶體以各種形式存在于自然界中，科學(xué)界對它的研究已經(jīng)長達(dá)一百年。 高能表面： 每平方米幾百至幾千毫焦，如金屬及其氧化物、硫化物、無機(jī)鹽等 低能表面： 每平方米二十五至一百毫焦，如有機(jī)固體、聚合物等 固體 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 固 液 液 固 氣 氣 固 液 液 固 (2)浸漬潤濕 (1)沾濕 潤濕： 一種流體從固體表面置換另一種流體的過程，最常見 的是固體的氣固界面被液固界面所取代的過程。 時(shí)定義為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。 Wenzel model 粗糙表面的存在使得實(shí)際上固液的界面要大于表觀幾何上觀察到的面積，于是在幾何上增強(qiáng)了疏水性（或親水性），他假設(shè)液體始終能填滿粗糙表面上的凹槽，則
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