一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，属于疏水表面制备技术领域。本发明专利技术以鲨鱼皮为模板，经PDMS两次倒模得到鲨鱼皮复制品，鲨鱼皮复制品表面具有微米级沟槽结构；将PDMS鲨鱼皮复制品置于酒精灯或打火机火焰上方进行均匀燃烧处理，使燃烧时产生的纳米颗粒沉积在PDMS鲨鱼皮复制品上，使表面结构表现为微纳结构，最后进行加热处理。本发明专利技术提供的超疏水表面的制备方法，液滴接触角大于150°，滚动角小于10°，材料表现为超疏水的性质。本发明专利技术工艺简单、成本低、易于控制，在防雾防冰、自清洁、减阻、油水分离等领域具有良好的应用前景。

A Superhydrophobic Surface Based on PDMS Biomimetic Shark Skin Copy and Its Preparation Method

The invention discloses a superhydrophobic surface based on PDMS bionic shark skin replica and a preparation method thereof, belonging to the technical field of hydrophobic surface preparation. The invention takes shark skin as template, and obtains shark skin replica through two reverse moulding of PDMS. The surface of shark skin replica has a micron-scale groove structure; the PDMS shark skin replica is placed above the flame of alcohol lamp or lighter for uniform combustion treatment, so that the nanoparticles generated during combustion are deposited on the PDMS shark skin replica, so that the surface structure is micro-nano structure, and finally added. Heat treatment. The preparation method of the superhydrophobic surface provided by the invention has a contact angle of more than 150 degrees and a rolling angle of less than 10 degrees, and the material exhibits superhydrophobic properties. The invention has the advantages of simple process, low cost and easy control, and has good application prospects in the fields of fog and ice prevention, self-cleaning, drag reduction, oil-water separation, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法
本专利技术涉及一种基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，简称PDMS)仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，属于疏水表面制备

技术介绍
超疏水表面是指液体(通常指水)接触角大于150°，滚动角小于10°的表面，其典型的两个特点是具有特殊的微纳米结构且表面能较低。由于超疏水表面与水滴之间的接触面积极小且水滴易于从表面滚落，使得超疏水表面除具有自清洁功能外，还在防雾防冰、抗腐蚀、油水分离、流体减阻等方面具有广泛的应用价值。制备超疏水表面必须具备两个条件：一是构造三维的微纳复合结构，这种结构可以捕捉空气，形成气垫，降低固液的接触面；二是降低固体物质的表面能，主要是由于固体表面能的降低可以使液滴在固体上滚动的阻力减少。超疏水表面应用于汽车、船舶和飞机表面可以防雾抗冰、降低表面阻力，对于提高能源利用率、减低油耗、增加航程有重要意义。目前制备超疏水表面的方法众多，比如溶液浸泡法、化学腐蚀法和阳极氧化法等，但都存在制备工艺复杂、成本高、机械稳定性差等不足。针对于以上需求及局限性，本专利技术提出了一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：第一步：鲨鱼皮预处理；本方法使用的是具有微结构的干鲨鱼皮，首先将具有微结构的干鲨鱼皮用常温水进行浸泡1‑2天，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的皮下组织进行处理，在处理过程中，一是要保证浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的厚度要均匀，二是不能破坏具有微结构的鲨鱼皮表面的微结构；其次，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮进行刚性固定，对其清洗和干燥处理；对浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮表面进行超声清洗，随后在50℃条件下干燥3‑4小时；第二步：PDMS鲨鱼皮一次倒模；以预处理后的鲨鱼皮作为一次倒模的模板，将其周围用高于鲨鱼皮的挡板进行固定；将PD...

【技术特征摘要】
1.一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：第一步：鲨鱼皮预处理；本方法使用的是具有微结构的干鲨鱼皮，首先将具有微结构的干鲨鱼皮用常温水进行浸泡1-2天，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的皮下组织进行处理，在处理过程中，一是要保证浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的厚度要均匀，二是不能破坏具有微结构的鲨鱼皮表面的微结构；其次，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮进行刚性固定，对其清洗和干燥处理；对浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮表面进行超声清洗，随后在50℃条件下干燥3-4小时；第二步：PDMS鲨鱼皮一次倒模；以预处理后的鲨鱼皮作为一次倒模的模板，将其周围用高于鲨鱼皮的挡板进行固定；将PDMS的预置剂作为A胶，凝固剂作为B胶，A胶：B胶为10:1的比例进行混合，搅拌至气泡均匀倒入鲨鱼皮培养皿中，利用真空泵将气泡抽出，待气泡消失后将培养皿置于80℃的加热板上加热30分钟，PDMS便固化成型；待凝固的PDMS降温后，用镊子将覆盖在鲨鱼皮上方的PDMS撕下便可得到鲨鱼皮一次倒模后的结构即鲨鱼皮的反结构；第三步：亲水处理由于得到的PDMS是亲油疏水的表面，若直接进行二次倒模，油性的PDMS就会粘附在第二步得到的表面上，待凝固后不易分层撕下，便破坏了原有的微结构；故在进行二次倒模之前，对第二步得到表面进行改性处理，利用等离子处理机对具有鲨鱼皮反结构的表面进行处理20秒，经处理后的表面具有亲水疏油的作用，使两层PDMS凝固后更易分层；第四步：PDMS二次倒模以亲水处理后的PDMS鲨鱼皮一次倒模后表面为复制模型，按第二步的方法进行PDMS浇筑，不同的地方是二次倒模加热凝固的时间要长，使凝固后的PDMS硬度更大些，便于剥离第二层结构，得到与鲨鱼皮相同微结构的表面；第五步：超疏水处理对PDMS仿生鲨鱼皮复制品进行表面处理；将表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赵淼，田琦，李梦麒，逄燕，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11