利用銀鏡反應(yīng)制備特殊潤濕性表面及其應(yīng)用研究.pdf

1、潤濕性是固體表面的重要性質(zhì)之一，主要由表面的化學(xué)組成和微觀幾何結(jié)構(gòu)共同決定。 近年來，隨著微納米技術(shù)的飛速發(fā)展以及仿生學(xué)研究的興起，人們對(duì)在固體表面構(gòu)筑微觀幾何結(jié)構(gòu)并結(jié)合化學(xué)修飾以實(shí)現(xiàn)各種特殊潤濕性能表現(xiàn)出了極大的興趣，例如超疏水表面、超親水表面以及梯度潤濕性表面。本論文通過簡(jiǎn)單的銀鏡反應(yīng)在玻璃基底上實(shí)現(xiàn)了表面潤濕性能的調(diào)控，通過改變銀鏡反應(yīng)的制備條件獲得了穩(wěn)定的超疏水銀表面，結(jié)合化學(xué)修飾制備了超親水以及梯度潤濕性銀表面，并比較

2、了疏水與親水表面水上運(yùn)動(dòng)的差別，探索了梯度潤濕性表面在液滴自輸運(yùn)方面的應(yīng)用。通過測(cè)定接觸角對(duì)銀表面的潤濕性能進(jìn)行了分析，用掃描電子顯微鏡、X 射線衍射分析以及X射線光電子能譜等手段對(duì)表面結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成進(jìn)行了表征，通過測(cè)定表面反射率比較了化學(xué)修飾前后表面的光學(xué)性能。 超疏水表面是指水的接觸角大于150°且接觸角滯后較小的表面，由于其在自清潔材料、微流體和減阻涂層等很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，因此，不論是在基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究領(lǐng)域都

3、受到越來越多的關(guān)注。本論文通過調(diào)控銀鏡反應(yīng)中初始銀離子的濃度，在玻璃基底上制備了呈一定粗糙度的銀表面，無需低表面能化合物的后續(xù)修飾，該表面即能獲得穩(wěn)定的超疏水性，與水的靜態(tài)接觸角達(dá)154.3°，且水滴極容易從表面滾落。通過在較低粗糙度的銀表面自組裝含有不同端基的硫醇分子，即十二烷基硫醇和11-巰基-1-十一烷酸，實(shí)現(xiàn)了表面的超疏水及超親水轉(zhuǎn)變。比較了含有以上兩種涂層的空心玻璃小球在水上的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果表明，疏水的涂層具有很好的斥水性并能提供

4、額外的支持力，為超疏水表面在水面上的快速運(yùn)動(dòng)提供了條件。 梯度潤濕性表面是指材料表面的特定方向上潤濕性能發(fā)生連續(xù)性變化的表面。本論文通過調(diào)節(jié)自組裝單分子（正十二烷基硫醇）溶液的濃度和滴加速度，能夠在同一片銀表面的不同位置實(shí)現(xiàn)潤濕性從疏水性到超疏水性的梯度變化。研究了水滴在潤濕性梯度表面的運(yùn)動(dòng)特性，結(jié)果表明，潤濕性梯度斜率較大的表面能給水滴的運(yùn)動(dòng)提供足夠較大的驅(qū)動(dòng)力，在較大的驅(qū)動(dòng)力和較小的滯后同時(shí)存在的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)水滴的自輸運(yùn)