The invention discloses an intelligent surface construction method which can realize wettability conversion. The liquid rubber and magnetic particles are mixed in a certain proportion, then coated on the base plate, fixed an anti-sticking plate at a certain distance above the base plate, applied vertical upward magnetic field to the whole device from the bottom of the base plate, and the liquid rubber self-assembles to form a mushroom-like column array structure, and solidified. Then, fluorosilane was used to modify the microcolumn arrays to obtain smart surfaces that depend on micro-structure regulation to achieve wettability conversion. Induced by external magnetic field, the mushroom-like column arrays on the surface can bend and deform, resulting in the reversible change of the wetting state of water and oil on the surface between the super-double-sparse state with low adhesion and the hydrophobic oil-sparse state with high adhesion. The preparation method has the advantages of simple process, no complicated equipment and no template assistance, and is conducive to large-scale manufacturing and practical application of wettability convertible smart surface.
【技术实现步骤摘要】
能实现润湿性转换的智能表面构建方法及其所用的装置
本专利技术属于智能表面制造领域,具体涉及一种能实现润湿性转换的智能表面构建方法及其所用的装置。
技术介绍
随着智能技术的不断发展,对具有润湿性转换功能的智能表面的需求日益增加。润湿性可转换的智能表面在粘附和摩擦调控、液体操纵、可控的药物释放系统、芯片实验室设备和仿生传感器等方面具有重要的应用潜力。它能响应磁场、电场、温度、光等外界刺激,使表面微纳结构或化学组分发生改变,从而实现表面润湿性的转换。但目前为止,大部分润湿性可转换的智能表面都依赖化学组分的变化,而通过微纳结构的变形来实现智能表面的可逆润湿性转换少有报道,这在一定程度上限制了它的实际应用。超双疏表面,一种同时具备超疏水超疏油特性的超润湿性表面,在摩擦、粘附、防污、液体图案、自清洁、微流控、减阻等领域具有广泛的应用前景。通过对自然界具有双疏表面的生物,如跳虫、枯草芽孢杆菌、叶蝉等,进行大量的仿生研究,人们发现重入结构和低表面能对于超双疏表面的构建至关重要。目前,虽然已有光刻技术、模板法、电化学法、等离子技术等多种技术方法来制造具有重入结构的超双疏表面,但还存在着许多缺陷,例如,需模板辅助、复杂的制造工艺、特殊昂贵的设备等。另外,一般的超双疏表面不具备润湿性智能转换的功能,实际应用有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术旨在寻找一种简单、无需模板辅助的方法来制造可通过微结构变形实现可逆润湿性转换的智能表面,为这类表面的大规模制造和实际应用奠定良好的基础。所述的可逆润湿性转换的智能表面的微结构能响应磁场变化,使水和油在表面的润湿状态可在低粘附的超双疏状态与 ...
【技术保护点】
1.一种能实现润湿性转换的智能表面构建方法,包括以下步骤:1)将液体橡胶与平均粒径为1~30μm的磁性羰基铁微粒或钴微粒按1:0.3~1:1质量比混合后,形成液体橡胶与磁性微粒混合物,将液体橡胶与磁性微粒混合物旋涂或刮涂在基板上形成40~300μm厚的薄膜;2)将一防粘平板固定在基板上方160~600μm处,在基板底部通过磁铁对整个装置施加0.2~1T竖直向上的磁场,诱导磁性羰基铁微粒或钴微粒向上排列和聚集,液体橡胶随之向上集聚形成微柱阵列,微柱接触到顶部的防粘平板时形成蘑菇状头部,最终形成蘑菇状微柱阵列;3)使用常规方法将液体橡胶固化成型,然后,取下基板上方的防粘平板,停止施加磁场,利用氟硅烷在真空条件下对蘑菇状柱阵列进行硅烷化,得到润湿性可切换的智能表面。
【技术特征摘要】
1.一种能实现润湿性转换的智能表面构建方法,包括以下步骤:1)将液体橡胶与平均粒径为1~30μm的磁性羰基铁微粒或钴微粒按1:0.3~1:1质量比混合后,形成液体橡胶与磁性微粒混合物,将液体橡胶与磁性微粒混合物旋涂或刮涂在基板上形成40~300μm厚的薄膜;2)将一防粘平板固定在基板上方160~600μm处,在基板底部通过磁铁对整个装置施加0.2~1T竖直向上的磁场,诱导磁性羰基铁微粒或钴微粒向上排列和聚集,液体橡胶随之向上集聚形成微柱阵列,微柱接触到顶部的防粘平板时形成蘑菇状头部,最终形成蘑菇状微柱阵列;3)使用常规方法将液体橡胶固化成型,然后,取下基板上方的防粘平板,停止施加磁场,利用氟硅烷在真空条件下对蘑菇状柱阵...
【专利技术属性】
技术研发人员:张志辉,王胡军,马志超,李秀娟,赵杰,崔振权,罗诚,邵艳龙,任露泉,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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