仿生智能材料ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-31 18:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 蛋白石是由二氧化硅納米球 (nanosphere)沉積形成的礦物，其色彩繽紛的外觀與色素?zé)o關(guān)， 而是因?yàn)樗鼛缀谓Y(jié)構(gòu)上的周期性使它具有光子能帶結(jié)構(gòu)，隨著能隙位置不同，反射光的顏色也跟著變化；換言之，是光能隙在玩變色把戲。 （ 1）天然蛋白石 蝴蝶翅膀上的斑斕色彩，其實(shí)是鱗粉上排列整齊的次微米結(jié)構(gòu)，選擇性反射日光的結(jié)果。 能及其仿生納米界面材料 （ 2） 色彩斑斕的蝴蝶翅膀 20um 10um 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 仿蝴蝶結(jié)構(gòu) A higher magnification SEM image of an alumina replicated scale, where the replica exhibits 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。 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。 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 固 液 液 氣 (3)鋪展 or完全潤濕 固體的表面自由能越大，越易被一些液體所潤濕。 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 接觸角： 固液界面的水平線與氣液界面在三相交點(diǎn) O 的切線之間的夾角 θ。 (沿氣液界面做切線，該切線與固體間的夾角） 潤濕方程）－－揚(yáng)氏方程 (只適用于 θ=0 的情況，不適用于鋪展情況 習(xí)慣上將接觸角 θ ＝ 90176。 時(shí)定義為潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。 θ=180 176。 為完全不潤濕；當(dāng) θ=0 176。 為 完全潤濕 或 鋪展 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 浸潤性由表面結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)組成共同決定的。 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，則平衡時(shí)表觀接觸角 θ c 與本征接觸角 θ 之間的關(guān)系為 ?? c o sc o s rc ? 自然界的幾種生物體的表面性能及其仿生納米界面材料 真實(shí)固體表面的接觸角 理 論 模 型 Cassie
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