在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备、方法和制得的薄膜技术

本发明专利技术涉及SLIPS材料制备领域，尤其涉及一种在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备、方法、微纳米多孔结构薄膜及其应用。其中设备包括：滚筒，其具有空腔，在所述空腔内设置有磁性元件；输送机构用于将薄膜输送到滚筒；加热器，其设置于滚筒外侧；以及颗粒轰击装置，其设置于滚筒外侧，用于在磁场作用下，向所述滚筒上的薄膜以超音速喷射微纳米颗粒；其中，所述加热器和颗粒轰击装置沿所述薄膜的输送路径依次设置，所述磁性元件用于向所述颗粒轰击装置与所述滚筒外表面之间的区域提供磁场。本发明专利技术能在薄膜表面形成呈自然形态分布的微纳米多孔结构。

Facilities, methods and films for the formation of micro-nano porous structures on thin films

【技术实现步骤摘要】
在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备、方法和制得的薄膜
：本专利技术涉及灌注液体型光滑多孔表面(SLIPPERYLIQUID-INFUSEDPOROUSSURFACES，SLIPS)材料制备领域，尤其涉及一种在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备、方法和由该方法制得的薄膜及其应用。
技术介绍
：仿猪笼草效应的灌注润滑液的光滑多孔表面(SLIPS)是将润滑液如全氟聚醚、硅油、离子液体等灌注到微/纳粗糙结构基材中制备的。SLIPS材料表面可达到分子尺度的光滑，能显著减小液滴滑动角和滞后角，具有全方位疏液、自修复、透明度高、温度和压力稳定性好等诸多优点，能够高效抑制各种基材包括油脂、血液、冰以及生物膜的黏附，在自清洁涂料、海洋防污、生物医用领域具有广阔的应用前景。如何制造出具有SLIPS材料中的微纳米多孔结构的基材，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
：为了解决上述技术问题，本专利技术提供在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备、方法、微纳米多孔结构薄膜及其应用，能在薄膜表面形成呈自然形态分布的微纳米多孔结构。本专利技术实施例采用以下技术方案：一种在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，包括：滚筒，其具有空腔，在所述空腔内设置有磁性元件；输送机构，用于将薄膜输送到滚筒；加热器，其设置于滚筒外侧；以及颗粒轰击装置，其设置于滚筒外侧，用于在磁场作用下，向所述滚筒上的薄膜以超音速喷射微纳米颗粒；其中，所述加热器和颗粒轰击装置沿所述薄膜的输送路径依次设置，所述磁性元件用于向所述颗粒轰击装置与所述滚筒外表面之间的区域提供磁场。其中，所述加热器和颗粒轰击装置沿所述薄膜的输送路径依次设置。其中，所述磁性元件固定在所述滚筒的空腔内，可相对于所述滚筒转动。其中，所述磁性元件设置在滚筒的内壁上。其中，所述输送机构包括沿薄膜输送路径依次设置的输送辊、第一导向辊、第二导向辊和回收辊，第一导向辊和第二导向辊分别设置于滚筒的两侧的底部。其中，所述颗粒轰击装置包括：颗粒混匀腔体，料斗，压缩气体入口以及喷嘴；所述颗粒混匀腔体用于收容所述微纳米颗粒，所述料斗设置在所述颗粒混匀腔体的上方，与所述颗粒混匀腔体连通；所述压缩气体入口设置在所述颗粒混匀腔体上，用于输入压缩气体；所述喷嘴设置在所述颗粒混匀腔体的一侧，用于输出微纳米颗粒；所述喷嘴相对于所述滚筒的外表面设置。其中，所述颗粒混匀腔体包括与所述喷嘴连接的锥形部；所述喷嘴包括与所述锥形部连接的一端以及远离所述锥形部的开口；所述磁性颗粒从所述开口输出；所述喷嘴与所述锥形部连接的一端的横截面积大于与所述开口的横截面积。一种应用如上所述的设备在薄膜上生成微纳米多孔结构的方法，包括：将薄膜输送到滚筒并覆盖于滚筒外表面；加热覆盖于所述滚筒外表面的薄膜，以使所述薄膜的表面塑化；在磁场作用下，采用微纳米颗粒轰击覆盖于所述滚筒外表面的薄膜，以在所述薄膜上形成呈自然形态分布的微纳米多孔结构。其中，所述磁场为所述颗粒轰击装置与所述滚筒外表面之间的磁场，由滚筒内的磁性元件提供。一种微纳米多孔结构薄膜，所述薄膜表面具有微纳米多孔结构，所述微纳米多孔结构采用如上所述的方法生成到所述薄膜表面。一种如上所述的微纳米多孔结构薄膜在机械工程、扬声器、医学、手术、航天器推进或分析仪器中的应用。与现有技术相比较，本专利技术在磁性元件产生的磁场作用下采用微纳米颗粒轰击薄膜，微纳米颗粒依磁场分布不同程度地轰击薄膜，在磁场强度较大的地方，所述微纳米颗粒轰击强度较大，而磁场强度较小的地方，所述微纳米颗粒轰击强度较小，不同的轰击强度，使得所述磁性颗料在轰击薄膜时，可产生不同程度的塑性变形，从而产生粒径范围较大的纳米晶，而且薄膜的表面被不同程度的轰击后，可形成大小不一的坑，使得所述薄膜的表面形成呈自然形态分布的微纳米多孔结构。附图说明：图1为本专利技术的在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备的结构示意图；图2为本专利技术的颗粒轰击装置的结构示意图；图3为本专利技术的在薄膜上生成微纳米多孔结构的方法的流程图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。本专利技术实施例的其中一个目的在于采用微纳米颗粒在超音速下轰击滚筒外表面的薄膜，以使得所述薄膜表面形成呈自然形态分布的微纳米多孔结构。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种在薄膜10上生成微纳米多孔结构的设备20，包括滚筒100、输送机构200、加热器300和颗粒轰击装置400。其中，所述薄膜为离子聚合物薄膜,厚度为2mm至30mm，由PC、PET等聚合物制得。所述滚筒100为中空圆柱体，具有一空腔110。所述滚筒100的直径为20mm至30mm，长度为100mm至120mm。所述滚筒100由金属或合金材料制得，例如，铜、不锈钢、镍铬合金、镍铜合金等。在滚筒100的空腔110内设置有磁性元件120，用于提供磁场，具体为向所述颗粒轰击装置400与所述滚筒100外表面之间的区域提供磁场。磁性元件120由磁性材料制得，如：铁氧体、钕铁硼、钐钴磁体、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁等。所述输送机构200包括沿薄膜10输送路径依次设置的：输送辊210、第一导向辊220、第二导向辊230和回收辊240。第一导向辊220和第二导向辊230分别设置于滚筒100的两侧的底部。输送机构200用于将薄膜10输送到滚筒100，并接收加工后的薄膜10。加热器300，设置于滚筒100外侧，例如设置于第一导向辊220的顶部。加热器300可设置1个或多个，当加热器300有多个时，沿薄膜10输送路径依次设置于第一导向辊220后。加热器300用于加热位于所述滚筒100上的薄膜10，并使所述微纳米颗粒附着在所述薄膜10上。加热器300为红外加热器。滚筒100自身的温度为室温或较低的温度。因此薄膜10底部温度为室温或较低的温度，薄膜10表面经加热器300加热后塑化。如图2所示，颗粒轰击装置400包括颗粒混匀腔体410，料斗420，压缩气体入口430以及喷嘴440。颗粒轰击装置400用于在磁场作用下，向所述滚筒100上的薄膜10以超音速喷射磁性颗粒。所述颗粒混匀腔体410用于收容微纳米颗粒，所述微纳米颗粒可在所述颗粒混匀腔体410中混匀，所述微纳米颗粒为氧化铁颗粒、二氧化铬颗粒、钴-氧化铁颗粒中的至少一种，所述微纳米颗粒的平均粒径为0.2至100μm。所述颗粒混匀腔体410包括一锥形部411。所述料斗420设置于所述颗粒混匀腔体410的上方，并与所述颗粒混匀腔体410相连通。所述压缩气体入口430设置于所述颗粒混匀腔体410的下方，并与所述颗粒混匀腔体410相连通，用于输入压缩气体进入所述颗粒混匀腔体410。所述喷嘴440设置于所述颗粒混匀腔体410的一侧，并与所述颗粒混匀腔体410相连通。所述喷嘴440大致为锥形，横截面较大的一端与所述锥形部411连接，横截面较小的一端设有一开口441，所述开口441为圆形，直径为5mm至10mm。所述喷嘴440的长度为180mm至250mm。所述微纳米颗粒在所述颗粒混匀腔体410本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，包括滚筒(100)，其具有空腔(110)，在所述空腔内设置有磁性元件(120)；输送机构(200)，用于输送薄膜(10)；加热器(300)，其设置于滚筒(100)外侧，用于对滚筒(100)外的薄膜(10)加热；以及颗粒轰击装置(400)，其设置于滚筒(100)外侧，用于在磁场作用下，向所述滚筒(100)上的薄膜(10)以超音速喷射微纳米颗粒；其中，所述加热器(300)和颗粒轰击装置(400)沿所述薄膜(10)的输送路径依次设置，所述磁性元件(120)用于向所述颗粒轰击装置(400)与所述滚筒(100)外表面之间的区域提供磁场。

【技术特征摘要】
1.一种在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，包括滚筒(100)，其具有空腔(110)，在所述空腔内设置有磁性元件(120)；输送机构(200)，用于输送薄膜(10)；加热器(300)，其设置于滚筒(100)外侧，用于对滚筒(100)外的薄膜(10)加热；以及颗粒轰击装置(400)，其设置于滚筒(100)外侧，用于在磁场作用下，向所述滚筒(100)上的薄膜(10)以超音速喷射微纳米颗粒；其中，所述加热器(300)和颗粒轰击装置(400)沿所述薄膜(10)的输送路径依次设置，所述磁性元件(120)用于向所述颗粒轰击装置(400)与所述滚筒(100)外表面之间的区域提供磁场。2.根据权利要求1所述的在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，所述磁性元件(120)固定在所述滚筒(100)的空腔(110)内，可相对于所述滚筒(100)转动。3.根据权利要求2所述的在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，所述磁性元件(120)设置在滚筒(100)的内壁上。4.根据权利要求1所述的在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，所述输送机构(200)包括沿薄膜(10)输送路径依次设置的输送辊(210)、第一导向辊(220)、第二导向辊(230)和回收辊(240)，第一导向辊(220)和第二导向辊(230)分别设置于滚筒(100)的两侧的底部。5.根据权利要求1所述的在薄膜上生成微纳米多孔结构的设备，其特征在于，所述颗粒轰击装置(400)包括：颗粒混匀腔体(410)、料斗(420)、压缩气体入口(430)以及喷嘴(440)；所述颗粒混匀腔体(410)用于收容所述微纳米颗粒，所述料斗(420)设置在所述颗粒混匀腔体(410)的上方，与所述颗粒混匀腔体(410)连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭四平，周永俊，
申请(专利权)人：常州三提新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32