铝基梯度和图案油润湿性表面的制备

发布时间：2017-09-18 04:07

  本文关键词：铝基梯度和图案油润湿性表面的制备

  更多相关文章： 等离子体射流 金属 油润湿性 梯度化 图案化

【摘要】：润湿性是固体表面的一种重要特征,实现表面润湿性的控制具有重要的研究价值。作为润湿性控制的两个主要方面,梯度化和图案化的润湿性表面在微流体系统、生物科学和制药行业等领域具有广阔的应用前景。针对现有实现梯度化和图案化润湿性表面方法中所存在的制备过程复杂、成本较高、对油性溶液无效和所处理的材料种类有限等问题,论文提出用大气压冷等离子体射流技术实现金属基表面油润湿性的改性,并简单、高效制备出梯度化和图案化的油润湿性表面。研究大气压冷等离子体射流的产生以及参数控制方法,获得适合金属材料表面浸润性调控的大气压冷等离子体射流。分析冷等离子体射流与超疏油表面的作用机制和反应机理,探究其诱发表面润湿性改变的实质因素：通过扫描电子显微镜观测等离子体射流处理前后的表面形貌发现,等离子体处理不会引起表面形貌的显著变化；通过傅里叶红外光谱仪和能量色散X射线光谱仪测定射流处理前后表面化学成分的变化,发现射流中的活性物质与表面的疏液基团发生作用而生成亲液基团,从而导致表面润湿性的变化。通过控制等离子体射流处理参数,利用分时分区处理和喷嘴移动的方法,在铝金属基体上制备出梯度化的油润湿性表面。分析处理时间对超疏油表面润湿性的影响规律,发现在一定范围内,随着处理时间的延长,表面的疏液性逐渐减弱直至变为超亲液表面。同时探究了液滴在此梯度化表面的润湿状态。利用大气压等离子体射流,借助于掩膜技术,在铝基超疏油表面制备出多种超亲油图案,使得同一表面同时呈现出截然不同的极端润湿性。研究了液滴在超亲油沟道内的运动情况,发现超疏油表面的超亲油沟道对水滴和油滴均具有较强的定向运输能力。
【关键词】：等离子体射流 金属 油润湿性 梯度化 图案化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 选题背景和研究意义8-9
• 1.2 梯度和图案润湿性表面的研究现状9-13
• 1.2.1 梯度润湿性表面的制备方法9-10
• 1.2.2 图案润湿性表面的制备方法10-11
• 1.2.3 等离子体改变表面润湿性现有研究基础11-12
• 1.2.4 现有制备方法的局限性12-13
• 1.3 研究目标和主要内容13-14
• 2 相关理论14-27
• 2.1 超疏油表面制备相关理论14-22
• 2.1.1 表面润湿性理论14-18
• 2.1.2 凹角结构的构建18-21
• 2.1.3 低表面能处理21-22
• 2.2 等离子体相关理论22-25
• 2.2.1 等离子体简介22-23
• 2.2.2 大气压冷等离子体改性23
• 2.2.3 大气压冷等离子体射流的产生23-25
• 2.3 小结25-27
• 3 铝基梯度油润湿性表面的制备27-38
• 3.1 试验部分27-31
• 3.1.1 试验材料与装置27-28
• 3.1.2 超疏油表面制备28-29
• 3.1.3 大气压冷等离子体制备梯度润湿性表面29-30
• 3.1.4 梯度润湿性表面的表征30-31
• 3.2 结果与讨论31-37
• 3.2.1 表面润湿性改性机理分析31-33
• 3.2.2 处理时间对润湿性的影响33-37
• 3.3 小结37-38
• 4 铝基图案油润湿性表面的制备38-50
• 4.1 试验部分38-40
• 4.1.1 超疏油表面制备38-39
• 4.1.2 大气压冷等离子体制备图案润湿性表面39-40
• 4.1.3 图案润湿性表面的表征40
• 4.2 结果与讨论40-49
• 4.2.1 图案润湿性表面40-42
• 4.2.2 图案润湿性表面时效性分析42-44
• 4.2.3 微沟道图案的定向运输44-49
• 4.3 小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况56-57
• 致谢57-58

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