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一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜及其制备方法技术

技术编号:26745663 阅读:28 留言:0更新日期:2020-12-18 20:01
一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜及其制备方法,它涉及水收集领域。本发明专利技术的目的是为了解决目前平面双面神膜存在超疏水面雾气冷凝效果较差;超亲水面对水的粘附力较大,水滴不容易滴落以及无法捕获平行方向的雾气问题。本发明专利技术受仙人掌刺的不对称微观几何形状和沙漠甲虫背部凸起和疏水/亲水性交替微观图案的启发,结合飞秒激光加工技术提出了一种具有液滴自吸式的分级亲水/疏水/鼓包协同的双面神膜(HHHBJ)。本发明专利技术制备的HHHBJ膜雾水收集效率比Janus膜效率更高,更能适应恶劣的自然环境。本发明专利技术应用于雾水收集领域。

【技术实现步骤摘要】
一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜及其制备方法
本专利技术涉及水收集领域,具体涉及一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜及其制备方法。
技术介绍
淡水短缺危及数十亿人的生存,近些年来随着科学技术的发展,人们开始探讨各种收集淡水的装置。雾由悬浮在大气中的大量细小水滴组成,占地球上所有淡水的近10%。因此,从空气中收集雾水可能是获取淡水的有希望的低成本和较低环境影响的选择。根据以前的研究报告理想的雾水收集装置主要跟以下几个因素有关:1)水雾良好的冷凝能力2)水滴快速转移3)水滴及时的去除能力4)防止已收集水的二次蒸发。传统水雾收集装置主要受到自然界生物的启发,如仙人掌(不对称结构和双面神结构,)、沙漠甲虫(亲疏相间表面和鼓包结构,)等;亲疏相间的收集装置雾气冷凝效果好但是由于整个过程均在表面,难以避免水的二次蒸发。具有微孔的双面神收集装置水滴转移速度较快但雾气冷凝效果差并且超亲水面的接触角太小影响水的去除。单一的仿生结构虽然有某一方面的优势但是往往不能同时满足以上四个因素,水雾收集得效率较低。r>张自洋,发表的《本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜的制备方法,其特征在于它是按照以下步骤进行的:/n1)将铝箔置于加工平台上,采用飞秒激光对铝箔进行打孔制备超亲水膜;/n2)在加工平台上原位用疏水喷剂修饰超亲水膜制备超疏水膜;/n3)采用飞秒激光进行二次扫描,选择性去除超疏水涂层露出超亲水区域;/n4)采用直径2.5mm的玻璃球按压出凸起结构,即可制备出所述的多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜;/n其中,飞秒激光的参数为:打孔功率200-400mw,打孔时间300-1000ms,孔间距为250um;扫描功率50mw,扫描间距10um;并设定激光入射铝箔的一面为下表面,反面为上表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜的制备方法,其特征在于它是按照以下步骤进行的:
1)将铝箔置于加工平台上,采用飞秒激光对铝箔进行打孔制备超亲水膜;
2)在加工平台上原位用疏水喷剂修饰超亲水膜制备超疏水膜;
3)采用飞秒激光进行二次扫描,选择性去除超疏水涂层露出超亲水区域;
4)采用直径2.5mm的玻璃球按压出凸起结构,即可制备出所述的多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜;
其中,飞秒激光的参数为:打孔功率200-400mw,打孔时间300-1000ms,孔间距为250um;扫描功率50mw,扫描间距10um;并设定激光入射铝箔的一面为下表面,反面为上表面。


2.根据权利要求1所述的一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜的制备方法,其特征在于步骤1)中采用飞秒激光对铝箔进行打孔制备上下表面均为超亲水的膜,其中,超亲水膜的下表面和上表面的接触角分别为4°和8°。


3.根据权利要求1所述的一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜的制备方法,其特征在于步骤2)中用疏水喷剂修饰超亲水膜制备超疏水膜,其中,超疏水膜下表面和上表面的接触角分别为157°和156°。


4.根据权利要求1所述的一种多生物特征启发的“雾水收集”复合双面神膜的制备方法,其特征在于步骤3)中选择性去除超疏水涂层露出超亲水区域,所述的区域为相邻两个孔之间的区域;其中,下表面和上表面的整体接触角分别为3...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏亚辉陈亮苏杨洋
申请(专利权)人:安徽大学
类型:发明
国别省市:安徽;34

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