第五章-纳米仿生材料.pdf
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纳米材料学周惠敏周惠敏1周惠敏周惠敏内容纲要内容纲要?
5.1仿生材料学?
5.2纳米仿生材料纳米仿材料25.1仿生材料学仿生材料学5.1.1仿生学材料学的提出仿生学材料学的提出仿生学仿生学:
Bionics1960年年9月月J.Steele正式提出了仿生学的概念,即模仿生物系正式提出了仿生学的概念,即模仿生物系统的原理来建造技术系统统的原理来建造技术系统或使人造技术系统具有或类似于或使人造技术系统具有或类似于仿生学仿生学:
Bionics统的原理来建造技术系统统的原理来建造技术系统,或使人造技术系统具有或类似于或使人造技术系统具有或类似于生物系统表征的科学。
生物系统表征的科学。
最早的仿生学侧重神经细胞最早的仿生学侧重神经细胞感知器官的研究感知器官的研究近近20年来年来最早的仿生学侧重神经细胞最早的仿生学侧重神经细胞、感知器官的研究感知器官的研究;近近20年来年来,人们成功地把木、骨和韧带的力学性能及其结构应用到聚合,人们成功地把木、骨和韧带的力学性能及其结构应用到聚合物和复合材料等方面物和复合材料等方面。
对仿生学的研究不再局限在细胞对仿生学的研究不再局限在细胞、电电、物和复合材料等方面物和复合材料等方面。
对仿生学的研究不再局限在细胞对仿生学的研究不再局限在细胞、电电、磁等方面,已扩展为一个涉及面广的学科。
磁等方面,已扩展为一个涉及面广的学科。
仿生材料学是仿生学在材料科学中的分仿生材料学是仿生学在材料科学中的分仿生材料学是仿生学在材料科学中的分仿生材料学是仿生学在材料科学中的分支,是一个新型的交叉学科,包括材料科学与工程、分子生物学、生物化学、支,是一个新型的交叉学科,包括材料科学与工程、分子生物学、生物化学、3物理及其他学科。
物理及其他学科。
5.1仿生材料学仿生材料学5.1.1仿生学材料学的提出仿生学材料学的提出仿生材料学仿生材料学:
BiomimeticMaterialsScience仿生材料学仿生材料学:
BiomimeticMaterialsScience仿生材料学:
从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效仿生材料学:
从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系关系从而研发出类似或优于原生物材料的门新兴学科从而研发出类似或优于原生物材料的门新兴学科关系关系,从而研发出类似或优于原生物材料的从而研发出类似或优于原生物材料的一一门新兴学科门新兴学科,是化学、材料学、生物学、物理学等学科的交叉。
,是化学、材料学、生物学、物理学等学科的交叉。
原理原理向生物学向生物学模仿或取得启示模仿或取得启示仿造具有生物仿造具有生物?
原理原理向生物学向生物学习,习,模仿或取得启示模仿或取得启示,仿造具有生物仿造具有生物结构、特点和功能的新学科。
结构、特点和功能的新学科。
仿生是方法仿生是方法?
结构仿生结构仿生可降解的肽键,氢键,自组装结构,分级结构,优可降解的肽键,氢键,自组装结构,分级结构,优化的结构等)化的结构等)?
功能仿生功能仿生催化,传输过程,催化,传输过程,4分子识别等)分子识别等)5.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究内容仿生材料学的研究内容从从Bionics到到Biomimetics,研究的范围及影响已得到充分扩研究的范围及影响已得到充分扩从从Bionics到到Biomimetics,研究的范围及影响已得到充分扩研究的范围及影响已得到充分扩展。
人们充分利用经过一万年进化所造就的种种优良结构形式及生化过程,学习他们高效率地利用原材料及空间的精神展。
人们充分利用经过一万年进化所造就的种种优良结构形式及生化过程,学习他们高效率地利用原材料及空间的精神和能力等。
和能力等。
55.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究内容仿生材料学的研究内容仿生材料是受生物启发或模拟生物的各种特效而开发的材料仿生材料是受生物启发或模拟生物的各种特效而开发的材料。
仿生材料是受生物启发或模拟生物的各种特效而开发的材料仿生材料是受生物启发或模拟生物的各种特效而开发的材料。
材料的仿生包括模仿天然生物材料的成分和结构特征的材料的仿生包括模仿天然生物材料的成分和结构特征的成分、结成分、结构仿生构仿生、模拟生物体中形成材料的、模拟生物体中形成材料的过程和加工制备仿生过程和加工制备仿生、模仿生、模仿生物体系统功能的物体系统功能的功能仿生功能仿生物体系统功能的物体系统功能的功能仿生功能仿生。
?
结构生物材料的物理和化学分析,以便更好地理解其结构的设计和性结构生物材料的物理和化学分析,以便更好地理解其结构的设计和性能能能能;?
直接模仿生物体进行的材料制备与开发;直接模仿生物体进行的材料制备与开发;?
利用生物加工技术制备材料的力学行为分析利用生物加工技术制备材料的力学行为分析;?
利用生物加工技术制备材料的力学行为分析利用生物加工技术制备材料的力学行为分析;?
在模仿过程中受到启发,以所得到的结构、化学等新概念,进行新型合成材料的设计;在模仿过程中受到启发,以所得到的结构、化学等新概念,进行新型合成材料的设计;?
仿生材料和结构在新领域中的应用,如在机器人和航空结构等方面;仿生材料和结构在新领域中的应用,如在机器人和航空结构等方面;?
在生物的结构力学分析指导下,对现有结构设计进行优化;在生物的结构力学分析指导下,对现有结构设计进行优化;6?
生物材料及结构在进化过程中,所用设计标准的分析;生物材料及结构在进化过程中,所用设计标准的分析;?
模仿生物体进行的某些系统的开发,如超灵敏度机械接收器。
模仿生物体进行的某些系统的开发,如超灵敏度机械接收器。
5.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究内容仿生材料学的研究内容成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例贝壳仿生材料贝壳仿生材料成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例贝壳仿生材料贝壳仿生材料75.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究内容仿生材料学的研究内容成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例蜘蛛蜘蛛丝丝仿生材料仿生材料成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例蜘蛛仿生材料蜘蛛仿生材料蛛丝(蛋白质纤维)是世界上最坚韧的纤维材料杜邦公司利用基因技术的纤维材料。
杜邦公司利用基因技术,已制造出具有蛛丝特性的蛋白质并制成纤维,具有更高的强度、韧性和耐具磨性。
液晶纺丝1.4万只蜘蛛产出的蛛丝万只蜘蛛产出的蛛仅有1盎司(约28.35克)85.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究内容仿生材料学的研究内容成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例蜘蛛蜘蛛丝丝仿生材料仿生材料成分和结构仿生举例成分和结构仿生举例蜘蛛仿生材料蜘蛛仿生材料蛛丝纺织品(六氟异丙醇溶液)蛛丝纺织品(六氟异丙醇溶液)70名工人花了4年时间收集了100多万只金色球体蜘蛛,而另外十几名工人则从每只蜘蛛身上抽取9蜘蛛,而另外十几名工人则从每只蜘蛛身上抽取了约80英尺(约24.4米)长的蛛丝,纺织成这块11英尺4英尺的披肩(重1.18kg)5.1仿生材料学仿生材料学5.1.2仿生材料学的研究方法仿生材料学的研究方法仿生的目的仿生的目的不仅要去模仿生物材料的结构形式不仅要去模仿生物材料的结构形式还要观察还要观察仿生的目的仿生的目的,不仅要去模仿生物材料的结构形式不仅要去模仿生物材料的结构形式,还要观察还要观察、分析生物结构现象,探索其规律,理解其实质,把它应用到现代材料及器件的设计和制备中。
、分析生物结构现象,探索其规律,理解其实质,把它应用到现代材料及器件的设计和制备中。
?
明确目标材料存在的问题明确目标材料存在的问题;仿生材料学研究的方法应该包括:
仿生材料学研究的方法应该包括:
?
明确目标材料存在的问题明确目标材料存在的问题;?
在自然界寻找相关的材料体系,并研究其内部结构、性在自然界寻找相关的材料体系,并研究其内部结构、性能的规律能的规律,发现其实质发现其实质,直接或间接地获得灵感直接或间接地获得灵感,启发启发能的规律能的规律,发现其实质发现其实质,直接或间接地获得灵感直接或间接地获得灵感,启发启发人们的思想,建立模型并进行定量计算;人们的思想,建立模型并进行定量计算;?
提出新材料模型提出新材料模型,优化材料设计优化材料设计,并用模型材料验证理并用模型材料验证理,论模型;论模型;?
实际制备新材料,若发现问题,进一步仿生,完善所提实际制备新材料,若发现问题,进一步仿生,完善所提10模型,并据此制备材料,如此反复,直到可应用于实际工程中。
模型,并据此制备材料,如此反复,直到可应用于实际工程中。
5.2纳米仿生材料纳米仿生材料纳米材料以其体积效应和表面效应显著区别于一般的颗粒与传统的块体材料。
纳米材料问世以后,仿生材料研究的热点纳米材料以其体积效应和表面效应显著区别于一般的颗粒与传统的块体材料。
纳米材料问世以后,仿生材料研究的热点核酸与蛋白质是执行生命功能的重要纳米成分,是最好的天核酸与蛋白质是执行生命功能的重要纳米成分,是最好的天然生物米材料然生物米材料这些成分相作这些成分相作编个复杂与完编个复杂与完已开始转向纳米仿生材料。
已开始转向纳米仿生材料。
然生物然生物纳纳米材料米材料。
这些成分相这些成分相互互作作用用,编编织了一织了一个复杂与完个复杂与完美的生物世界。
美的生物世界。
肾肾表等都表等都自然界动物的筋、牙齿、软自然界动物的筋、牙齿、软肾肾、皮、骨骼和昆虫、皮、骨骼和昆虫表表皮皮等都等都是纳米复合材料。
很多动植物体内都存在着纳米结构,是是纳米复合材料。
很多动植物体内都存在着纳米结构,是仿生学研究的重要方向之一仿生学研究的重要方向之一仿生学研究的重要方向之一仿生学研究的重要方向之一。
?
5.2.1仿生特殊浸润性界面材料的研究仿生特殊浸润性界面材料的研究522壁虎仿生粘附材料的研究壁虎仿生粘附材料的研究?
5.2.2壁虎仿生粘附材料的研究壁虎仿生粘附材料的研究?
5.2.3其他纳米仿生材料其他纳米仿生材料纳米仿生材料的制备纳米仿生材料的制备11?
5.2.4纳米仿生材料的制备纳米仿生材料的制备?
5.2.5纳米仿生材料的应用纳米仿生材料的应用5.2纳米仿生材料纳米仿生材料5.2.1植物表面浸润性的仿生研究植物表面浸润性的仿生研究1荷叶效应荷叶效应荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物碳水化合物,有丰富的羟基有丰富的羟基(-OH-OH)、()、(-NH-NH)等极性基团等极性基团,1.荷叶效应荷叶效应碳水化合物碳水化合物,有丰富的羟基有丰富的羟基()、()、()等极性基团等极性基团,在自然环境中很容易吸附水分或污渍。
而荷叶叶面都具有极强的疏水性,洒在叶面上的水会自动聚集成水珠,水珠在自然环境中很容易吸附水分或污渍。
而荷叶叶面都具有极强的疏水性,洒在叶面上的水会自动聚集成水珠,水珠的滚动把落在叶上的污粘滚出叶的滚动把落在叶上的污粘滚出叶使叶使叶的滚动把落在叶的滚动把落在叶面面上的上的尘土尘土污污泥泥粘粘吸吸滚出叶滚出叶面面,使叶使叶面始终保持干净,这就是著名的”荷叶自洁效应”。
面始终保持干净,这就是著名的”荷叶自洁效应”。
为什么会有这种”荷叶效应”?
为什么会有这种”荷叶效应”?
125.2纳米仿生材料纳米仿生材料在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级1.荷叶效应荷叶效应在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
在超高分辨率显微镜下可以清晰看到,荷叶表面上有许多微小的乳突乳突的平均大小约为的超微结构。
在超高分辨率显微镜下可以清晰看到,荷叶表面上有许多微小的乳突乳突的平均大小约为1010微米微米平均间距约平均间距约1212微米微米而每个乳突有许多而每个乳突有许多1010微米微米,平均间距约平均间距约1212微米微米。
而每个乳突有许多而每个乳突有许多直径为200纳米左右的突起组成的。
直径为200纳米左右的突起组成的。
在荷叶叶面上布满着在荷叶叶面上布满着一一个挨个挨一一个隆起的个隆起的”小山小山在荷叶叶面上布满着个挨个隆起的在荷叶叶面上布满着个挨个隆起的小山小山包”,它上面长满绒毛,在”山包”顶又长出一个馒头状的”碉堡”凸顶。
因此,在”山包”,它上面长满绒毛,在”山包”顶又长出一个馒头状的”碉堡”凸顶。
因此,在”山包包”间的凹陷部份充满着空气间的凹陷部份充满着空气这样就在紧贴这样就在紧贴包包间的凹陷部份充满着空气间的凹陷部份充满着空气,这样就在紧贴这样就在紧贴叶面上形成一层极薄,只有纳米级厚的空气层。
这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、叶面上形成一层极薄,只有纳米级厚的空气层。
这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后雨水等降落在叶面上后隔着层极薄的空气隔着层极薄的空气雨水等降落在叶面上后雨水等降落在叶面上后,隔着隔着一一层极薄的空气层极薄的空气,只能同叶面上”山包”的凸顶形成几个点接触。
雨点在自身的表面张力作用下形成球状,水球,只能同叶面上”山包”的凸顶形成几个点接触。
雨点在自身的表面张力作用下形成球状,水球在滚动中灰在滚动中灰并滚出并滚出是是荷荷13在滚动中在滚动中吸附吸附灰灰尘,尘,并滚出并滚出叶面,这就叶面,这就是是”荷荷叶效应”能自洁叶面的奥妙所在。
叶效应”能自洁叶面的奥妙所在。
固体表面的润性固体表面的润性5.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的固体表面的浸浸润性润性液体对固体的润湿是常见的界面现象液体对固体的润湿是常见的界面现象,润湿性润湿性,又称浸润性又称浸润性。
表面自由能表面自由能液体对固体的润湿是常见的界面现象液体对固体的润湿是常见的界面现象,润湿性润湿性,又称浸润性又称浸润性。
表面自由能表面自由能:
又称表面张力,其值越大,越易被一些液体所浸润。
:
又称表面张力,其值越大,越易被一些液体所浸润。
根据液体的表面张力(根据液体的表面张力(100mJ/m2)为界,分为:
)为界,分为:
高能表面高能表面:
金属及其氧化物金属及其氧化物、硫化物硫化物、无机盐等无机盐等高能表面高能表面:
金属及其氧化物金属及其氧化物、硫化物硫化物、无机盐等无机盐等低能表面:
有机固体及高聚物低能表面:
有机固体及高聚物能大能大按自由按自由能能的的大大小:
亲水表面:
玻璃、金属小:
亲水表面:
玻璃、金属疏水表面疏水表面聚烯烃聚烯烃硅等硅等14疏水表面疏水表面:
聚烯烃聚烯烃、硅等硅等疏水疏水/疏油表面:
疏油表面:
PTFE5.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的浸润性固体表面的浸润性浸润角浸润角浸润角浸润角浸润角是用于表征表面张力和润湿度浸润角是用于表征表面张力和润湿度(Wettability)的基本物理的基本物理量量。
下图中的下图中的即为浸润角即为浸润角。
量量。
下图中的下图中的即为浸润角即为浸润角。
浸润角越大,意味着液体的浸润性越差,那么其润湿度也就越差。
浸润角越大,意味着液体的浸润性越差,那么其润湿度也就越差。
155.2纳米仿生材料纳米仿生材料亲水与疏水亲水与疏水固体表面的浸润性固体表面的浸润性亲水与疏水亲水与疏水9090亲水亲水疏水疏水亲水亲水疏水疏水150超疏水超疏水305.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的浸润性固体表面的浸润性实际浸润角实际浸润角(IntrinsicContactAngle)IntrinsicContactAngle)与表观浸润角与表观浸润角实际浸润角实际浸润角(IntrinsicIntrinsicContactContactAngle)Angle)与表观浸润角与表观浸润角(ApparentContactAngle)(ApparentContactAngle)由于实际中的表面并不是完全光滑的由于实际中的表面并不是完全光滑的,或多或少存在各种凹或多或少存在各种凹由于实际中的表面并不是完全光滑的由于实际中的表面并不是完全光滑的,或多或少存在各种凹或多或少存在各种凹凸,因此在研究这个问题时,就必须引入两个角度:
微观尺度下在液体与固体界面处的浸润角即为实际浸润角;而宏观凸,因此在研究这个问题时,就必须引入两个角度:
微观尺度下在液体与固体界面处的浸润角即为实际浸润角;而宏观上看到的液体形状在平面接触处的切线与水平线的夹角即为表观浸润角。
上看到的液体形状在平面接触处的切线与水平线的夹角即为表观浸润角。
175.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的浸润性固体表面的浸润性前进接触角前进接触角(AdvancingAngle)和后退接触角和后退接触角(Receding前进接触角前进接触角(AdvancingAngle)和后退接触角和后退接触角(RecedingAngle)在自身重力作用下在自身重力作用下液滴在倾斜的表面上的浸润角将会发生液滴在倾斜的表面上的浸润角将会发生在自身重力作用下在自身重力作用下,液滴在倾斜的表面上的浸润角将会发生液滴在倾斜的表面上的浸润角将会发生改变,增大的角即为前进接触角改变,增大的角即为前进接触角AA,而减少的角即为后退接触,而减少的角即为后退接触角角RR。
角角RR滞后角(ContactAngleHysteresis)滞后角(ContactAngleHysteresis)滞后角即为前进接触角与后退接触角之差:
滞后角即为前进接触角与后退接触角之差:
H=A-R。
滞后角是。
滞后角是HAR衡量某个表面疏水性的重要参数。
衡量某个表面疏水性的重要参数。
185.2纳米仿生材料纳米仿生材料接触角的滞后现象接触角的滞后现象一一个理想的自清洁表面需要有效的接触角滞后个理想的自清洁表面需要有效的接触角滞后即液即液个理想的自清洁表面需要有效的接触角滞后个理想的自清洁表面需要有效的接触角滞后,即液即液滴在固体表面易滚动。
滴在固体表面易滚动。
三种表面上液滴比较三种表面上液滴比较31三种表面上液滴比较三种表面上液滴比较(a)滚动、滚动、(b)粘滞、粘滞、(c)滑动滑动5.2纳米仿生材料纳米仿生材料滚动角(滚动角(A-R)小,易滚动)小,易滚动液滴在两种疏水表面上与污染颗粒的作用方式液滴在两种疏水表面上与污染颗粒的作用方式205.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的浸润性固体表面的浸润性超疏水表面超疏水表面(SuperhydrophobicSurface)超疏水表面超疏水表面(SuperhydrophobicSurface)对于水的浸润角对于水的浸润角超过超过150的表面即为超疏水表面。
判断某表的表面即为超疏水表面。
判断某表面是否为与荷叶类似的超疏水表面的判据主要有两个面是否为与荷叶类似的超疏水表面的判据主要有两个面是否为与荷叶类似的超疏水表面的判据主要有两个面是否为与荷叶类似的超疏水表面的判据主要有两个:
是否有足够高的浸润角:
是否有足够高的浸润角是否有足够小的滚动角是否有足够小的滚动角(Roll-offAngle,即液滴开始滚动时即液滴开始滚动时,是否有足够小的滚动角是否有足够小的滚动角(RolloffAngle,即液滴开始滚动时即液滴开始滚动时,平面所倾斜的角度平面所倾斜的角度)自清洁效应自清洁效应(Self-cleaningEffect)自清洁效应自清洁效应(Self-cleaningEffect)自清洁效应主要可以通过两种方法实现,一种是将固体表自清洁效应主要可以通过两种方法实现,一种是将固体表面上的尺寸远大于纳米尺度但宏观又较为微小的杂质附着面上的尺寸远大于纳米尺度但宏观又较为微小的杂质附着面上的尺寸远大于纳米尺度但宏观又较为微小的杂质附着面上的尺寸远大于纳米尺度但宏观又较为微小的杂质附着或者包裹在液滴中,通过液体的滚动将杂质除去;另外一种方法是通过在表面涂料中掺TiO或者包裹在液滴中,通过液体的滚动将杂质除去;另外一种方法是通过在表面涂料中掺TiO22的纳米颗粒,产生对有的纳米颗粒,产生对有2122机污染物的分解作用。
对于荷叶效应而言,自清洁效应是由前者实现的。
机污染物的分解作用。
对于荷叶效应而言,自清洁效应是由前者实现的。
5.2纳米仿生材料纳米仿生材料固体表面的浸润性固体表面的浸润性225.2纳米仿生材料纳米仿生材料粗糙表面超疏水理论模型粗糙表面超疏水理论模型(SuperhydrophobicityonRoughSurface)Wenzel模型模型(WenzelsApproach)WenzelWenzel模型考虑的是液体将粗糙表面的凹陷沟槽处填满的情况模型考虑的是液体将粗糙表面的凹陷沟槽处填满的情况,WenzelWenzel模型考虑的是液体将粗糙表面的凹陷沟槽处填满的情况模型考虑的是液体将粗糙表面的凹陷沟槽处填满的情况,即液体仅与一种介质相接触。
此时,表观接触角即液体仅与一种介质相接触。
此时,表观接触角WW和实际接触角和实际接触角ee的关系可用下式表示:
cos的关系可用下式表示:
cosWW=rcos=rcosee,其中r恒大于1,其中r恒大于1为实际界面接触面积与表观界面接触面积之比为实际界面接触面积与表观界面接触面积之比在这种情况下在这种情况下为实际界面接触面积与表观界面接触面积之比为实际界面接触面积与表观界面接触面积之比。
在这种情况下在这种情况下,如果,如果ee小于某一临界接触角时,液体会完全渗入界面而不再呈现小于某一临界接触角时,液体会完全渗入界面而不再呈现滴状滴状;另另一方面一方面,如如果某液体接触角大于果某液体接触角大于9090,且r且r较大较大,那那滴状滴状;另另,果某液体接触角大于果某液体接触角大于,较大较大,那那么该液体对于该介质完全不浸润,即该界面总是干燥的。
么该液体对于该介质完全不浸润,即该界面总是干燥的。
235.2纳米仿生材料纳米仿生材料粗糙表面超疏水理论模型粗糙表面超疏水理论模型Cassie&Baxtor模型模型(CassieandBaxtorsApproach)模型模型(pp)Cassie&Baxtor模型(以下简称为C&B模型)进一步考虑了多界面Cassie&Baxtor模型(以下简称为C&B模型)进一步考虑了多界面浸润的情况浸润的情况。
如果液体与其他介质接触的表面并不均匀如果液体与其他介质接触的表面并不均匀,而是而是浸润的情况浸润的情况。
如果液体与其他介质接触的表面并不均匀如果液体与其他介质接触的表面并不均匀,而是而是有两种介质,一种所占的表面积百分数为有两种介质,一种所占的表面积百分数为SS,另一种所占的表面积百分数为,另一种所占的表面积百分数为AA,则表观浸润角和实际浸润角的关系为,则表观浸润角和实际浸润角的关系为coscosCBCB=SScoscosSS+AAcoscosAA对于常见的固-水-气的情况,一般认为粗糙表面的沟槽对于常见的固-水-气的情况,一般认为粗糙表面的沟槽陷处部分地被空气所填充陷处部分地被空气所填充因此水与仅与固体和空因此水与仅与固体和空凹凹陷处部分地被空气所填充陷处部分地被空气所填充,因此水与因此水与且且仅与固体和空仅与固体和空气相接触,那么有关系:
气相接触,那么有关系:
AA=1-=1-SS,且水滴在空气中,且水滴在空气中的浸润角为的浸润角为180180可得可得的浸润角为的浸润角为180180,可得可得245.2纳米仿生材料纳米仿生材料255.2纳米仿生材料纳米仿生材料研究表明,这种具有自洁效应的表面超微纳米结构形貌,研究表明,这种具有自洁效应的表面超微纳米结构形貌,1.荷叶效应荷叶效应不仅存在于荷叶中,也普遍存在于其它植物中。
某些动物的皮毛中也存在这种结构。
其实植物叶面的这种复杂的超不仅存在于荷叶中,也普遍存在于其它植物中。
某些动物的皮毛中也存在这种结构。
其实植物叶面的这种复杂的超微纳米结构微纳米结构不仅有利于自洁不仅有利于自洁还有利于防止对大量漂浮还有利于防止对大量漂浮微纳米结构微纳米结构,不仅有利于自洁不仅有利于自洁,还有利于防止对大量漂浮还有利于防止对大量漂浮在大气中的各种有害的细菌和真菌对植物的侵害。
在大气中的各种有害的细菌和真菌对植物的侵害。
荷叶效应的应用荷叶效应的应用荷叶效应的应用荷叶效应的应用265.2纳米仿生材料纳米仿生材料荷叶效应的应用荷叶效应的应用5.2纳米仿生材料纳米仿生材料2.水黾腿部的特殊结构2.水
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- 第五 纳米 仿生 材料