一种自清洁筷子制造技术

一种自清洁筷子，包括筷子本体和筷子头部，其特征是，所述筷子头部表层为超疏水材料和/或所述筷子头部表层雕刻了超疏水结构。所述超疏水结构为纳米级凸起结构，和/或二元微纳结构，所述二元微纳结构中的纳米级凸起结构分布于所述微米级凸起结构上。进一步地，所述筷子头部表面微米凸起结构直径为5

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁筷子


[0001]本专利技术涉及餐具领域，尤其涉及一种自清洁筷子。

技术介绍

[0002][0003]超疏水理论：静态接触角是衡量固体表面疏水性的重要指标之一，它是指在固、液、气三相交界处，由气/液界面穿过液体内部至固/液界面所经过的角度，是润湿程度的量度，用α表示，90
°
的α值是判断固体表面亲水与疏水的临界值：α＞90
°
，固体表面是疏水性的，水滴容易其表面随意滚动，这样的表面被称为疏水表面，具有自清洁性能。接触角是表征固体表面疏水性能的静态指标。除此之外，衡量固体表面的疏水性能的动态指标是滚动角，所谓滚动角，就是水滴由静止开始滚动时疏水固体表面倾斜的角度，用θ表示，10
°
的θ值是判断固体表面亲水与疏水的临界值，θ＜10
°
，固体表面是疏水性的，其数值越小，表明疏水性越好，相应的自清洁功能越优异。接触角α＞150
°
，滚动角θ＜5
°
的固体，水滴很难润湿固体，则该固体拥有超疏水性能。
[0004]科学研究表明，荷叶的接触角约为162
°
，滚动角约为5
°
，进一步研究发现，微观层面上看荷叶表面并不是平滑的，反而是粗糙的，荷叶表面布满直径7微米左右的乳状凸起，乳状凸起上布满直径约为125纳米的枝状结构，并且，荷叶表面还分布着一些蜡状物，可见荷叶表面有超疏水性能与这种二元微纳结构和蜡状物密切相关。
[0005]科学家发现，当雨水落在荷叶表面时，凸起间隙中的空气会被锁定，雨水与叶面之间形成一层薄空气层，这样雨水只与凸起尖端形成点接触，表面黏附力很弱，因此水在表面张力作用下可缩聚成球状，并能在叶片表面随意滚动。而灰尘与叶片也为点接触，表面黏附力很小，很容易被水珠带走。在分级构造和蜡状物的联合作用下，叶片得以实现超疏水性和自清洁功效。
[0006]几十年来，人们通过研究发现，要实现超疏水，要么是在物体表面涂一层超疏水材料，比如特氟龙；要么在物体表面涂或雕刻一层纳米结构，人为制造类似于荷叶表面的二元微纳结构。
[0007]但这两种方案都无法广泛的投入使用，因为材料特性类的，如特氟龙都非常不耐磨，只是日常使用级别摩擦也会导致很快脱落。纳米级别的材料就更不耐磨了，只是抚摸的程度就会快速破坏表面二元结构而失去超疏水功能。
[0008]2020年6月，邓旭教授研究成果给出了解决办法，就是对结构进行设计，先在物体表面雕出比拥有超疏水性能的微米结构更大更粗糙的“田埂”，这样的结构会非常结实，再在内凹陷的面中雕出微米级别和/或纳米级的凹凸。这样在面对外力磨损的时候就由“田埂”来抗，在面对液体的时候就由纳米和/或微米表面来抗。科学家把比拥有超疏水性能的微米结构更大更粗糙的“田埂”形象的称为
″
铠甲
″
，有了
″
铠甲
″
，超疏水的微纳二元结构的耐磨程度提高了100倍。实验人员拿刀片刮、用砂纸磨、拿改刀戳
……
一番折腾下来，依然没损坏
″
铠甲
″
保护下的超疏水的微纳二元结构，成功给纳米疏水材料赋予了耐用性，即使是
被砂纸与钢刀片摩擦后依然可以保持较高的疏水性。

技术实现思路

[0009]为了解决公筷和私筷模式频繁切换比较麻烦的问题，设计了本专利技术，方案如下：
[0010]一种自清洁筷子，包括筷子本体和筷子头部，其特征是，所述筷子头部表层为超疏水材料和/或所述筷子头部表层雕刻了超疏水结构。
[0011]进一步地，所述超疏水结构为纳米级凸起结构，和/或二元微纳结构，所述二元微纳结构中的纳米级凸起结构分布于所述微米级凸起结构上。
[0012]进一步地，所述筷子头部表面微米凸起结构直径为5
‑
10微米，所述纳米凸起结构直径为100
‑
150纳米。
[0013]进一步地，所述微米凸起结构为乳状凸起，所述纳米结构为枝状凸起。
[0014]优选的，所述筷子头部表面雕刻有边长比所述微米级凸起直径大的正四边形内陷格子，所述正四边形内陷格子呈倒立的四棱锥体状或倒立的四棱锥台状，所述相邻内陷格子之间有间隔棱，所述凸起雕刻在所述正四边形内陷格子内表面。
[0015]进一步地，所述正四边形内陷格子边长40
‑
80微米，所述正四边形内陷格子侧面倾斜角度为100
°‑
140
°
。
[0016]优选的，所述自清洁筷子内部设置了活塞式空气压缩筒，所述筷子本体和筷子头部中空，筷子本体中空部分作为活塞式空气压缩筒的气缸，气缸靠近筷子本体尾部一端设置有进气阀，气缸的活塞设置在靠近筷子头部一端，所述活塞上设置有排气阀，所述筷子头部可部分收缩进所述筷子本体空腔内，所述筷子头部与活塞靠近筷子头部一侧固定连接，活塞靠近筷子尾部一侧通过复位弹簧与筷子尾部固定连接，所述筷子头部均匀分布地开设有连通内外的细孔。
[0017]进一步的，所述自清洁筷子头部的细孔在所述内陷格子最深处。
[0018]本专利技术的有益效果：由于筷子头部使用了超疏水材料和/或雕刻了超疏水二元微纳结构，使得水珠和唾沫不能在筷子头部停留，夹菜的时候，也就不能把唾沫携带到盘中的菜肴中，从而隔断了病菌的传播途径。筷子经过长久的使用过后，难免有细微的磨损，在磨损处可能会悬挂一些水珠和唾液残留，而活塞式空气压缩筒的设计，使有可能粘附在筷子头部的液体被从筷子头部的细孔吹出来的空气吹掉落下，进一步确保用户夹菜时不能把病菌携带到盘中的菜肴中。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1是本专利技术自清洁筷子结构示意图。
[0021]图2是微米级多边形内陷格子俯视示意图。
[0022]图3是一种优选的多边形内陷格子剖面示意图。
[0023]图4是另一种优选的多边形内陷格子剖面示意图。
[0024]图5是仿荷叶二元微纳结构剖面示意图。
[0025]附图中，1
‑
筷子本体、2
‑
筷子头部、3
‑
进气孔、4
‑
气缸、5
‑
复位弹簧、6
‑
排气阀、7
‑ꢀ
活塞、9
‑
进气阀、21
‑
格子间隔楞、22
‑
格子内表面、221
‑
微米级乳状结构、222
‑
纳米级结构。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0027]为了使本
的人员更好地理解本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自清洁筷子，包括筷子本体和筷子头部，其特征是，所述筷子头部表层为超疏水材料和/或所述筷子头部表层雕刻了超疏水结构。2.根据权利要求1所述的自清洁筷子，其特征是，所述超疏水结构为纳米级凸起结构，和/或二元微纳结构，所述二元微纳结构中的纳米级凸起结构分布于所述微米级凸起结构上。3.根据权利要求2所述的自清洁筷子，其特征是，所述筷子头部表面微米凸起结构直径为5
‑
10微米，所述纳米凸起结构直径为100
‑
150纳米。4.根据权利要求3所述的自清洁筷子，其特征是，所述微米凸起结构为乳状凸起，所述纳米结构为枝状凸起。5.根据权利要求3所述的自清洁筷子，其特征是，所述筷子头部表面雕刻有边长比所述微米级凸起直径大的正四边形内陷格子，所述正四边形内陷格子呈倒立的四棱锥体状或倒立的四棱锥台状，所述相邻内陷格子之间有间隔棱，所述凸起雕刻在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃钊雄，
申请(专利权)人：覃钊雄，
类型：发明
国别省市：