【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备不对称润湿性janus材料的方法。
技术介绍
1、janus材料的两侧具有不同的润湿性，通常一侧为亲水性、一侧为疏水性。具有janus材料的薄膜或网状结构能够实现液滴和气体的单向运输，例如水滴可以从疏水侧进入亲水侧，但是从亲水侧无法传输到疏水侧，因此在微流控、生物医学等生活和工业领域具有广泛的应用前景。目前，制备janus材料主要有两种策略，一是将具有亲水和疏水性能的材料组合在一起，二是将具有粗糙微结构的材料两侧分别修饰，使其两侧具有不同的润湿性。但是，组合亲水和疏水材料的方法通常需要复杂的操作，且两侧材料依靠额外机械作用力结合或是依靠材料自身的粘附力，机械稳定性相对不足；另外，两侧分别修饰不同润湿性的难度相对较大，操作复杂，适用范围小。因此，目前仍需要开发操作简易、便于大规模制备janus材料的方法，以促进其实际推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术是要解决现有的janus材料制备过程复杂、适用范围小、机械稳定性差的技术问题，而提供一种利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法。
2、本专利技术的利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法是按以下步骤进行的：
3、一、扩散焊：将多孔基体和ti网分别用无水乙醇超声清洗5min～15min，自然晾干；然后将多孔基体和ti网上下(谁在上都行，而且其中一个可以在平面内任意旋转)平行叠放，放置于两个石墨块之间，施加压力0.2mpa～0.5mpa，随后在真空或惰性气体保护下以5℃/min
4、所述的多孔基体为在真空高温下和碱溶液条件下均稳定的金属材料或非金属材料；
5、二、水热处理：将步骤一制备的样品放入水热反应釜中，加入浓度为0.5mol/l～3mol/l的naoh水溶液完全浸没样品，naoh水溶液在反应釜中的体积填充率为40％～60％；在升温速率为5℃/min～15℃/min的条件下从室温升至200℃～280℃并保温60min～120min，随炉冷却至室温，取出样品，采用去离子水冲洗，然后自然晾干；
6、三、修饰：将步骤二晾干后的样品置于浓度为0.005mol/l～0.02mol/l的硬脂酸乙醇溶液(只有硬脂酸和无水乙醇)中，静置5h～30h后取出并自然晾干，即可获得具有不对称润湿性的janus材料，多孔基体一侧为疏水性，ti网一侧为亲水性。
7、本专利技术步骤三中的修饰剂不限于硬脂酸乙醇溶液一种，其它修饰剂也可以。
8、专利技术的设计原理：
9、janus材料需要一侧具有亲水性，而另一侧为疏水性，两侧具有不同的成分和性能。扩散焊常用于连接两种异质材料，包括金属和非金属，能够使两者形成机械性能高的稳定连接，且不影响两种材料自身的成分和形貌，因此扩散焊具有制备异质结构的能力。
10、本专利技术的步骤一中采用多孔基体与ti网进行扩散连接，ti在高温下活性较高，能够与不同的金属或非金属发生反应和扩散，实现稳定的连接；本专利技术在步骤二中采用水热方式可以在多孔基体和ti网表面选择性生长纳米结构，增加材料的微观粗糙度；另一方面，ti网在水热过程中受到na+的影响，在硬脂酸乙醇溶液浸泡处理后仍为亲水性，而多孔基体一侧修饰后则变为疏水性，因此可以获得不对称润湿性的janus材料。
11、ti网原本是亲水的，经过三步的处理之后仍然是亲水的；另一边的多孔基体原本也是亲水的，而经过三步的处理之后变成疏水的。
12、另外，由于扩散焊可以实现大面积样品的连接，因此本专利技术的方法适合大尺寸janus材料的制备，且机械稳定性优异。
13、本专利技术具有以下有益效果：
14、1、本专利技术操作简单有效，将多孔基体和ti网平行叠放后在真空或保护气氛下加压加热，即可实现多孔基体和ti网结合的异质结构；
15、2、本专利技术采用水热和修饰同时对多孔基体和ti网两侧进行处理，能够使两侧具有不同的润湿性，操作简单便捷；
16、3、扩散焊通过界面反应和原子扩散，样品连接尺寸精度高，整体变形小，连接强度高；
17、4、ti可以与多种金属和非金属形成扩散连接，因此多孔基体可选择范围大，应用范围广泛；
18、5、本专利技术采用扩散焊可实现大尺寸异质材料的连接，因此适用于制备大尺寸不对称润湿性的janus材料；
19、本专利技术提出一种利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法，操作简单有效，获得的janus材料性能优异，具有水滴单向传输能力，且机械稳定性好，适合大面积推广应用。
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1.一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法是按以下步骤进行的：
2.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多孔基体为在真空高温下和碱溶液条件下均稳定的金属材料为铜网、镍网、铁网、钨网、钼网、金网、银网、铂网、不锈钢网或泡沫金属。
3.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多孔基体为在真空高温下和碱溶液条件下均稳定的非金属材料为氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅或碳材料。
4.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中的真空度为5×10-4Pa～5×10-3Pa。
5.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多孔基体与Ti网为多层交替叠放。
6.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多
7.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性Janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的惰性气体为氩气或氢氩混合气。
...【技术特征摘要】
1.一种利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法，其特征在于利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法是按以下步骤进行的：
2.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多孔基体为在真空高温下和碱溶液条件下均稳定的金属材料为铜网、镍网、铁网、钨网、钼网、金网、银网、铂网、不锈钢网或泡沫金属。
3.根据权利要求1所述的一种利用扩散焊制备不对称润湿性janus材料的方法，其特征在于步骤一中所述的多孔基体为在真空高温下和碱溶液条件下均稳定的非金属材料为氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅或碳材料。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张承浩，任凌浩，丁志诚，赵立存，王志远，潘振，陈怡，姜巍，谭昌龙，刘洋，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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