一种具有逼真鲨鱼皮形貌的防吸附表面的大面积制作方法技术

一种具有逼真鲨鱼皮形貌的防吸附表面的大面积制作方法，该方法有两大步骤：步骤一：制备滚压阴模板装置；步骤二：用紫外光固化工艺制作防吸附表面。紫外光固化成型技术是利用材料对紫外光的敏感性，使材料迅速固化形成具有所需结构的表面的技术；而微压印塑铸是在微纳米尺度下对结构图案同时进行微复制和纳复制的成本低而速度快的方法；本发明专利技术是结合紫外光快速固化技术及微压印塑铸技术，快速大面积的制造出具有逼真鲨鱼鳞片沟槽结构的防吸附表面。它在生物仿生制造技术领域里，具有较好的实用价值和广阔地应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更特别地说，是指一种结合紫外光快速固化技术及微压印塑铸技术制造出具有逼真鲨鱼鳞片沟槽结构的防吸附表面。属生物仿生制造

技术介绍
海洋生物吸附对于海洋中的船舶，海洋设施等的表面带来极大的危害。一方面生物吸附会加速金属的腐蚀，缩短使用寿命；另一方面会增大表面阻力，导致航行速度的降低和能源的浪费。因此，防吸附技术对于节能减排具有重要意义。传统的防吸附技术是在船体等表面涂覆上毒性涂层和重金属涂层，通过杀死海洋微生物的方法减少微生物吸附，然而这种方法会严重的影响到海洋的生态平衡，已经遭到国际海洋组织及多国的禁止。研究表明鲨鱼表皮上的非光滑微沟槽结构对于生物吸附有明显的抑制作用，因此制作出具有逼真鲨鱼皮微结构表面，是一种无污染的有效的防吸附方法。然而，目前的防吸附表面多为单块复制鲨鱼皮及以光刻方法制造的简化鲨鱼皮结构表面，存在着产量低、工艺复杂、成本很高，不适于实际应用的缺点。因此，本专利技术将微压印技术于紫外光固化成型技术与微压印塑铸技术结合，快速大面积的制作了带有逼真鲨鱼皮结构的防吸附表面。紫外光固化成型技术是利用材料对紫外光的敏感性，使材料在紫外光的照射下， 迅速固化形成具有所需结构的表面的技术。微压印塑铸是在微纳米尺度下对结构图案同时进行微复制和纳复制的成本低而速度快的方法。其原理是将预聚体在粘性较小、流动性较强的液体状态下浇铸在模板表面， 然后通过施加一定压力使预聚体填充到模板上的凹型区域，从而实现结构图案的复制转移。
技术实现思路
1、目的本专利技术的目的是提供，它克服了现有技术的不足，该方法可以快速大面积制作出可有效减少生物吸附的具有逼真鲨鱼皮形貌的防吸附表面。2、技术方案本专利技术， 该方法具体步骤如下步骤一制备滚压阴模板装置(A)裁取适当大小的鲨鱼皮，分别用清水和去离子水冲洗3-5遍，完成鲨鱼皮的清洗；(B)将清洗后的鲨鱼皮完全浸泡在2. 5%的戊二醛溶液中，在4°C的恒温环境中放置6- ，完成鲨鱼皮的固定；(C)将固定后的鲨鱼皮先用浓度为4%磷酸缓冲液漂洗lOmin，再用清水和去离子冲洗5遍，然后依次浸泡于50%的乙醇15min、75%的乙醇15min、95%的乙醇15min、100% 的乙醇lOmin，完成鲨鱼皮的梯度脱水；(E)将脱水后的鲨鱼皮放在60°C的烘箱中烘5- ，直至鲨鱼皮完全干燥，从而制成了鲨鱼皮样本；(F)选取厚度为2-4mmPVC水晶版为阴模板基材，加热至玻璃态温度80°C _95°C，将鲨鱼皮压印在PVC水晶版表面20-40min，大小视其面积而定，保压降温，并在55_65°C脱模得到印有鲨鱼皮鳞片的阴模板，备用。(G)阴模板的拼接将一光滑软PVC皮贴于阴模板背面，贴成一个圆筒形状。制成用于滚压的连续阴模板(接口处为交错牙型)。见图5、图6.(H)为保证滚压过程中的误差适应性，制作出滚压用外硬内软的柔性支撑滚轮，见图7。(I)将制作出的阴模板安装到三滚轮滚压装置上，适度涨劲，保证连续阴模板平整，但没有拉伸变形，准备滚压。见图8.步骤二 用紫外光固化工艺制作防吸附表面(A)将紫外光固化树脂作为防吸附表面的材料，取预定数量的紫外光固化树脂在真空干燥箱中保持真空度< 0. Ibar的条件下脱气20min，备用。(B)将经过真空脱气得到的紫外光固化树脂均勻喷涂到待保护表面(树脂涂层厚度为0. 5-lmm)，打开紫外光源，通过滚压装置进行成型滚压。由于此种紫外光材料与阴模板材料的粘接性较差，滚压过程中可同步实现自然脱模。滚压后即得到具有逼真鲨鱼皮形貌的防吸附表面。见图8.其中，步骤一中所述的PVC水晶版为聚氯乙烯透明软玻璃。其中，步骤一中所述的外硬内软的柔性支撑滚轮，其内软的支撑材料为硅橡胶。其中，步骤二中所述的紫外光固化树脂为丙烯酸。其中，步骤二中选用紫外光光源的功率为2Kw，紫外光波长为^Onm。其中，步骤二紫外光照射时间在9-11秒左右，光照高度为7-9cm。此光照高度及时间由以下实验得到将紫外光固化材料涂在载玻片表面，分别表面覆盖同样厚度的玻璃片、PVC板、有机玻璃板及硅橡胶皮，验证紫外光穿透不同材料的固化条件，分别调整固化时间以及紫外光源高度，观察相同时间内，紫外光材料的固化情况，实验结果如下表权利要求1.，其特征在于该方法具体步骤如下步骤一制备滚压阴模板装置(A)裁取适当大小的鲨鱼皮，分别用清水和去离子水冲洗3-5遍，完成鲨鱼皮的清洗；(B)将清洗后的鲨鱼皮完全浸泡在2.5%的戊二醛溶液中，在4°C的恒温环境中放置 6_8h，完成鲨鱼皮的固定；(C)将固定后的鲨鱼皮先用浓度为4%磷酸缓冲液漂洗lOmin，再用清水和去离子冲洗 5遍，然后依次浸泡于50%的乙醇15min、75%的乙醇15min、95%的乙醇15min、100%的乙醇lOmin，完成鲨鱼皮的梯度脱水；(E)将脱水后的鲨鱼皮放在60°C的烘箱中烘5-几，直至鲨鱼皮完全干燥，从而制成了鲨鱼皮样本；(F)选取厚度为2-4mmPVC水晶版为阴模板基材，加热至玻璃态温度80°C-95°C，将鲨鱼皮压印在PVC水晶版表面20-40min，大小视其面积而定，保压降温，并在55_65°C脱模得到印有鲨鱼皮鳞片的阴模板，备用；(G)阴模板的拼接将一光滑软PVC皮贴于阴模板背面，贴成一个圆筒形状，制成用于滚压的连续阴模板；(H)为保证滚压过程中的误差适应性，制作出滚压用外硬内软的柔性支撑滚轮；(I)将制作出的阴模板安装到三滚轮滚压装置上，适度涨劲，保证连续阴模板平整，但没有拉伸变形，准备滚压；步骤二 用紫外光固化工艺制作防吸附表面(A)将紫外光固化树脂作为防吸附表面的材料，取预定数量的紫外光固化树脂在真空干燥箱中保持真空度< 0. Ibar的条件下脱气20min，备用；(B)将经过真空脱气得到的紫外光固化树脂均勻喷涂到待保护表面，树脂涂层厚度为 0. 5-lmm，打开紫外光源，通过滚压装置进行成型滚压；由于此种紫外光材料与阴模板材料的粘接性较差，滚压过程中同步实现自然脱模，滚压后即得到具有逼真鲨鱼皮形貌的防吸附表面。2.根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤一中所述的PVC水晶版为聚氯乙烯透明软玻璃。3.根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤一中所述的外硬内软的柔性支撑滚轮，其内软的支撑材料为硅橡胶。4.根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤二中所述的紫外光固化树脂为丙烯酸。5.根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤二中选用紫外光光源的功率为2Kw，紫外光波长为^Onm。6.根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤二中紫外光照射时间在9-11秒，光照高度为7-9cm。全文摘要，该方法有两大步骤步骤一制备滚压阴模板装置；步骤二用紫外光固化工艺制作防吸附表面。紫外光固化成型技术是利用材料对紫外光的敏感性，使材料迅速固化形成具有所需结构的表面的技术；而微压印塑铸是在微纳米尺度下对结构图案同时进行微复制和纳复制的成本低而速度快的方法；本专利技术是结合紫外光快速固化技术及微压印塑铸技术，快速大面积的制造出具有逼真鲨鱼鳞片沟槽结构的防吸附表面。它在生物仿生制造
里，具有较好的实用价值和广阔地应用前景。文档编号B29C33/38GK102529097SQ20111044182公开日2012年7月4日 申请日本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华伟，马灵犀，张德远，尚晓朋，李佑杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：