| 蝴蝶翅表面多级微/纳结构疏水模型及耦合机理 |
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| 引用本文： | 房岩,孙刚,毕雨涵,智亨.蝴蝶翅表面多级微/纳结构疏水模型及耦合机理[J].中国科学通报(英文版),2015(2):256-263,146. |
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| 作者姓名： | 房岩 孙刚 毕雨涵 智亨 |
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| 作者单位： | School of Life Science, Changchun Normal University;Key Laboratory of Bionic Engineering of Ministry of Education,Jilin University |
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| 基金项目： | supported by the National Natural Science Foundation of China(50875108);the Natural Science Foundation of Jilin Province,China(201115162);the Open Fundof Key Laboratory of Bionic Engineering of Ministry of Education,Jilin University(K201004) |
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| 摘 要： | 使用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和红外光谱仪(FT-IR),观测了27种蝴蝶翅表面的微观结构、复合浸润性和化学成分.利用Cassie方程建立了蝴蝶翅表面微/纳结构疏水模型,从生物耦合角度探讨了疏水机理.结果表明,蝴蝶翅表面由天然疏水材料组成,具有复杂的多级微/纳结构,包括一级结构(微米级鳞片)、二级结构(纳米级纵肋和横桥)和三级结构(纳米级突起).翅表面具有高疏水性(接触角138°~157°)和低黏附性(滚动角1°~3°).翅表面微观形貌和自清洁性具有显著的各向异性.这种特殊的复合浸润性是材料耦元与结构耦元耦合作用的结果.微米级鳞片的宽度越小、间距越大,纳米级纵肋的高度越小、宽度越小、间距越大,翅表面疏水性越强.研究结果有助于进一步流调结果揭示生物表面的疏水机理,为智能界面材料的仿生设计和制备提供启示.
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| 关 键 词： | Micro/nano structure Hydrophobicity model Superhydrophobicity Adhesion Biological coupling Butterfly |
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