一种微电仿生动态驱离防污表面及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种微电仿生动态驱离防污表面及其制备方法。该防污表面以鲸豚类皮肤的动态表皮结构为仿生原型，可以在外部电刺激作用下模仿鲸豚皮肤的可逆宏观机械变形和微观流体扰动，有效阻止微生物在材料表面的黏附。所述防污表面由离子交换膜、电极和低表面能的防污表层材料制备而成。由于该防污表面基于离子迁移效应构建，因此表面能够在超低电压(<3V)下实现优异的的变形性能。该防污表面属于纯物理防生物污损，避免了生化试剂对环境的危害。离子迁移驱动的防污机制允许动态控制防污效果，通过调节电压和电流来优化不同环境下的防污性能。这一技术特别适用于需要自适应防污能力的高科技设备和环境敏感区域，如海洋探测和海洋运动设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋防污功能表面，具体涉及一种微电仿生动态驱离防污表面。

技术介绍

1、海洋生物污损是指污损生物(如细菌、藻类、藤壶等)在水下表面的附着和生长，海洋生物污损问题自古至今一直在阻碍着人类探索海洋的步伐。如今，随着全球航运贸易的兴盛，海洋生物在船舶、码头、钻井平台、跨海大桥等海洋装备表面大量聚集造成的经济损失和环境问题愈加严峻，其引起的主要后果有：①增加水下装备的重量和表面粗糙度，显著增加航行阻力和和燃料消耗，带来运营成本的大幅上升。研究表明，即使船舶表面产生轻度粘液膜形式的生物污损，也会使克服额外阻力和保持运行速度所需的轴功率增加11％。相比之下，如果生物污损产生沉重的钙质沉积，将会使船舶的功率损失高达86％。②过量的燃料消耗增加二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物等温室气体和有害气体的排放量，最终影响气候环境，危害人类健康。③改变水下表面局部微环境，加速表面腐蚀速率，影响水下设备安全。④引起生物入侵，污损生物随船舶全球航行，到达无天敌的新海域时，容易造成生物入侵，危害当地生态环境。

2、生物污损的形成过程通常可以划分为4个阶段：①条件膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，该防污表面由离子交换膜、离子交换膜表面的电极材料和电极材料表面的低表面能防污表层材料构成；

2.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，氟化物离子交换膜为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯离子交换膜；

3.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，所述低表面能材料为氟聚合物、硅聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚环氧化物、聚苯乙烯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇、聚异丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，所述的电极材料为...

【技术特征摘要】

1.一种微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，该防污表面由离子交换膜、离子交换膜表面的电极材料和电极材料表面的低表面能防污表层材料构成；

2.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，氟化物离子交换膜为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯离子交换膜；

3.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，所述低表面能材料为氟聚合物、硅聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚环氧化物、聚苯乙烯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇、聚异丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，所述的电极材料为金属及其合金、碳基材料、mxenes、过渡金属硫化物、黑磷、导电高分子材料、导电氧化物、金属/碳复合材料、导电聚合物复合材料、钙钛矿材料、导电墨水中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述的微电仿生动态驱离防污表面，其特征在于，所述的金属为铜、银、金、铝、铜、镍、铂或钯；碳基材料为石墨、石墨烯、碳纳米管、导电碳黑、活性炭或碳纤维；mxenes为ti3c2、ti2c、v2c、nb2c、mo2c、...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丽梅，窦海旭，赵杰，易要贞，宋凌杰，邵艳龙，孙霁宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：