The invention discloses a method for preparing biomimetic super-slippery surface by self-assembly of polyelectrolyte/nanoparticle. The nano-layer is constructed by self-assembly of polyelectrolyte/nanoparticle layers on the surface of the matrix, and the nano-porous structure is formed after sintering. The biomimetic super-slippery surface is obtained by successively modifying the low surface energy material and covering the lubricant. The invention provides a bionic super-slip surface preparation method which is convenient, simple, good repeatability and does not need special equipment. The prepared bionic super-slip surface can effectively prevent the retention of water droplets on the material surface.
【技术实现步骤摘要】
一种利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法
本专利技术属于材料化学层层自组装制备
和材料表面改性
,具体是利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面。
技术介绍
猪笼草的彩色唇叶由具有微观粗糙结构的亲水组分构成,表面可储存水形成一层润滑水膜,能排斥昆虫足部的粘性物质,同时表面几乎无摩擦,使停在上面的昆虫滑进底部的消化系统。受此启发,哈佛大学Aizenberg课题组采用油相物质作为疏水面的策略,首次制备出灌注液体型多孔表面(T.S.Wong,S.H.Kang,S.K.Y.Tang,E.J.Smythe,B.D.Hatton,A.Grinthal,J.Aizenberg.Nature,2011.477(7365):443-447.)。研究者们利用硅烷化微/纳多孔结构的环氧树脂和Teflon为基材,灌注与大多数液体不混溶的化学惰性油相物质,在多孔表面形成光滑且化学均相的润滑液层,避免材料表面与污损物直接接触,具有防有机液体、低表面能液体(原油)、生物液体(血液等)、冰以及生物污损,稳定性好,能够自修复等优点,在防污、防冻和防雾、耐蚀等领域体现出良好的应用前景。目前,固体基体上灌注液体型多孔表面的构筑较为复杂,需要通过特定的设备或复杂的工艺制备多孔表面,如光刻蚀、反应离子刻蚀、飞秒激光直写、溶胶-凝胶、电化学沉积等。中国专利CN10396641A(公开日2014.8.6)公开的一种利用人工仿生超滑表面防止金属大气腐蚀的方法,将金属铝电化学氧化制备粗糙结构,粗糙结构低表面能修饰后,结合润滑油注入的方法,仿生超滑表面,制备阻止液滴的滞留。由上 ...
【技术保护点】
1.一种利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以表面带有电荷的聚电解质为构筑单元,表面带有相反电荷的纳米粒子为另一构筑单元,通过层层自组装技术,在基体上构建聚电解质/纳米粒子多层膜,烧结后形成纳米多孔结构;(2)以全氟硅烷为表面修饰剂,对步骤(1)处理后的基体表面进行修饰;(3)将全氟油滴加至经步骤(2)修饰后的基体表面,直至基体表面全部被全氟油液膜覆盖,再倾斜90°放置12h后移除表面多余全氟油,得到仿生超滑表面。
【技术特征摘要】
1.一种利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以表面带有电荷的聚电解质为构筑单元,表面带有相反电荷的纳米粒子为另一构筑单元,通过层层自组装技术,在基体上构建聚电解质/纳米粒子多层膜,烧结后形成纳米多孔结构;(2)以全氟硅烷为表面修饰剂,对步骤(1)处理后的基体表面进行修饰;(3)将全氟油滴加至经步骤(2)修饰后的基体表面,直至基体表面全部被全氟油液膜覆盖,再倾斜90°放置12h后移除表面多余全氟油,得到仿生超滑表面。2.如权利要求1所述的利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法,其特征在于:所述步骤(1)中包括以下步骤:(a)对基体进行活化处理;(b)将基体依次在带电荷的聚电解质的溶液和带有相反电荷的纳米粒子溶液中浸泡,每次浸泡结束后冲洗并吹干再放入下一个溶液中浸泡;(c)重复步骤(b),生长多层膜至理想层数;(d)对步骤(c)处理后的样品,进行烧结处理。3.如权利要求2所述的利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法,其特征在于:所述步骤(a)中,所述的基体包括钢铁、铝及其铝合金、硅片、陶瓷、玻璃或塑料;所述的活化处理工艺包括紫外处理、氧等离子体处理、食人鱼溶液处理;经过活化处理之后,样品表面带有负电荷。4.如权利要求2所述的利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿生超滑表面的方法,其特征在于:所述步骤(b)中,将基体依次在带电荷的聚电解质的溶液和带有相反电荷的纳米粒子溶液中浸泡,保证两种溶液所带的电荷性质相反即可;可能的组合有:基体/(阳离子聚电解质/带负电的纳米粒子)n,基体/阳离子聚电解质(阴离子聚电解质/带正电的纳米粒子)n,基体/阳离子聚电解质(带负电的纳米粒子/带正电的纳米粒子)n,基体/(阳离子聚电解质/带负电的纳米粒子)n/(带正电的纳米粒子/阴离子聚电解质)m;n、m为各自独立的任意整数。5.如权利要求4所述的利用聚电解质/纳米粒子自组装制备仿...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺小燕,白秀琴,袁成清,曹攀,田丰,董硕,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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