梯度界面张力铜表面上丙二醇-水混合液滴运动的研究
发布时间：2021-10-25 21:03
采用碱辅助氧化法在铜片上制备了均一亲水性薄膜,纯水接触角为25°。通过扫描电镜和X-射线衍射分析可知,该薄膜是由杂乱堆积的针状形貌的Cu（OH）2构成,表面上有许多的空隙。在该表面上纯水和纯丙二醇液滴完全无法收缩接触线,而含适量丙二醇的混合液滴可以产生Marangoni力,帮助液滴收缩接触线,恢复圆形,其中含30%丙二醇的液滴形状恢复的效果最好;在有雾气时,Marangoni力被减弱,液滴的形状恢复受到抑制。受液滴形状恢复的启发,制备了Cu（OH）2/Cu的楔形图案化表面和润湿梯度表面,含适量丙二醇的液滴在这两表面上可无后端钉扎地定向运动,而纯水和纯丙二醇液滴只能铺展。液滴的位移与形状恢复的效果有关,形状恢复效果越好的液滴,位移就越远。液滴的速度则随着丙二醇含量增大而减小;而在丙二醇含量相同（30%）的情况下,双组分液滴速度随着雾气增大而减小。采用置换沉积法在铜片上制备了均一亲水性薄膜,纯水接触角为25°。通过扫描电镜和X-射线衍射分析可知,该薄膜是由紧密堆积的球形的Ag颗粒构成,表面空隙少。在雾气流率,丙二醇含量和表面润湿性相同的情况下,丙...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制备形貌梯度和化学组分梯度复合的润湿梯度表面[46]：(a-c)聚苯乙烯片的制备；(d-e)用多孔的氧化铝作为模板在聚苯乙烯片上构造方形凸起；(f)利用温度梯度场使方形凸起的宽度呈梯度变化；向烧杯中逐渐添加硫酸在聚苯乙烯片上构造化学组成梯
华南理工大学硕士学位论文6裁成楔形状且楔形轨道宽的那一端为方形，然后将剪裁好的石英片压入疏水的软石蜡片中，利用石英片和石蜡片的润湿性差异将楔形尖端的水滴运输到楔形宽端的方形区域。Ma等[47]结合电化学刻蚀，化学修饰和激光刻蚀在铝片上制备了基底为超亲水，串型楔形图案区域为超疏水的图案化表面。如图1-3所示，先用电化学刻蚀使铝基地变粗糙从而变成均一超亲水表面，再用氟硅烷修饰使表面变成均一超疏水表面，最后再用激光刻蚀，去除图案外的氟硅烷图层，从而制得了串型楔形图案化表面，利用该表面可以在水下实现气泡的定向运输。图1-3(a)串型楔形图案化表面的制备过程，(b)串型楔形图案化表面示意图[47]Fig.1-3(a)Schematicoutlineofpreparationofsurfacepatternedserialwedgeshape;(b)patternedsurfacewithserialwedgeshape.除了常见的楔形图案，还可利用掩膜来制备各种形状的图案，使图案化表面更加多样化。如图1-4所示，Liu等[48]在经电化学刻蚀和低表面物质修饰变成超疏水的铜片上贴上带各种图案窗口的掩膜，将带掩膜的铜片用等离子体处理和水热处理，使无掩膜遮盖的区域变成超亲水，撕去掩膜后变制的带复杂图案的表面。使用掩膜法时，可以通过改变掩膜的图案窗口制备各种带不同图案的图案化表面。
第一章绪论7图1-4制备图案化表面的示意图[48]Fig.1-4Schematicoutlineofpreparationofpatternedsurface1.3.3浸润性梯度复合图案化表面的制备方法与单一的梯度表面相比，多梯度表面可为液滴提供多个推动力，更容易实现液滴高效长距离的定向运输，多梯度表面受到了越来越大的关注。Zheng等[30]通过模仿沙漠甲虫和蜘蛛丝的集水原理，在石墨片上制备了多梯度的表面，实现在高阻力表面上的液滴自发运动。如图1-5(a)所示，采用电化学的方法，在阳极氧化的过程中应用电压梯度和溶液抽取法，使阳极的石墨基地发生梯度的阳极氧化，在石墨基地上构筑浸润性梯度，然后在表面上覆盖一层疏水石蜡涂层，去除楔形图案上的涂层后即可得浸润性梯度复合楔形图案化的复合梯度表面。上述的方法要求基底必须要要导电性，限制了在实际生产中的应用。受于Zheng等研究的启发，Rossegger等[28]利用光引发的方法制备了多梯度的聚合物表面。如图1-5(b)所示,在可见光照射的条件下将光响应薄膜（硫醇-炔）固化在基底上，然后贴上带楔形窗口的掩膜，在光强成梯度变化的紫外光下照射，使薄膜裂解程度不同，从而在未被掩膜遮盖的楔形区域上形成纵向方向的润湿性梯度，未被紫外光照射
本文编号：3458158
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
制备形貌梯度和化学组分梯度复合的润湿梯度表面[46]：(a-c)聚苯乙烯片的制备；(d-e)用多孔的氧化铝作为模板在聚苯乙烯片上构造方形凸起；(f)利用温度梯度场使方形凸起的宽度呈梯度变化；向烧杯中逐渐添加硫酸在聚苯乙烯片上构造化学组成梯
华南理工大学硕士学位论文6裁成楔形状且楔形轨道宽的那一端为方形，然后将剪裁好的石英片压入疏水的软石蜡片中，利用石英片和石蜡片的润湿性差异将楔形尖端的水滴运输到楔形宽端的方形区域。Ma等[47]结合电化学刻蚀，化学修饰和激光刻蚀在铝片上制备了基底为超亲水，串型楔形图案区域为超疏水的图案化表面。如图1-3所示，先用电化学刻蚀使铝基地变粗糙从而变成均一超亲水表面，再用氟硅烷修饰使表面变成均一超疏水表面，最后再用激光刻蚀，去除图案外的氟硅烷图层，从而制得了串型楔形图案化表面，利用该表面可以在水下实现气泡的定向运输。图1-3(a)串型楔形图案化表面的制备过程，(b)串型楔形图案化表面示意图[47]Fig.1-3(a)Schematicoutlineofpreparationofsurfacepatternedserialwedgeshape;(b)patternedsurfacewithserialwedgeshape.除了常见的楔形图案，还可利用掩膜来制备各种形状的图案，使图案化表面更加多样化。如图1-4所示，Liu等[48]在经电化学刻蚀和低表面物质修饰变成超疏水的铜片上贴上带各种图案窗口的掩膜，将带掩膜的铜片用等离子体处理和水热处理，使无掩膜遮盖的区域变成超亲水，撕去掩膜后变制的带复杂图案的表面。使用掩膜法时，可以通过改变掩膜的图案窗口制备各种带不同图案的图案化表面。
第一章绪论7图1-4制备图案化表面的示意图[48]Fig.1-4Schematicoutlineofpreparationofpatternedsurface1.3.3浸润性梯度复合图案化表面的制备方法与单一的梯度表面相比，多梯度表面可为液滴提供多个推动力，更容易实现液滴高效长距离的定向运输，多梯度表面受到了越来越大的关注。Zheng等[30]通过模仿沙漠甲虫和蜘蛛丝的集水原理，在石墨片上制备了多梯度的表面，实现在高阻力表面上的液滴自发运动。如图1-5(a)所示，采用电化学的方法，在阳极氧化的过程中应用电压梯度和溶液抽取法，使阳极的石墨基地发生梯度的阳极氧化，在石墨基地上构筑浸润性梯度，然后在表面上覆盖一层疏水石蜡涂层，去除楔形图案上的涂层后即可得浸润性梯度复合楔形图案化的复合梯度表面。上述的方法要求基底必须要要导电性，限制了在实际生产中的应用。受于Zheng等研究的启发，Rossegger等[28]利用光引发的方法制备了多梯度的聚合物表面。如图1-5(b)所示,在可见光照射的条件下将光响应薄膜（硫醇-炔）固化在基底上，然后贴上带楔形窗口的掩膜，在光强成梯度变化的紫外光下照射，使薄膜裂解程度不同，从而在未被掩膜遮盖的楔形区域上形成纵向方向的润湿性梯度，未被紫外光照射
本文编号：3458158
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