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评述了几种典型的动植物表面结构及其润湿性,通过分析动植物表面结构的自清洁机制和疏水自清洁表面结构的传统制备方法,探讨了拓模生物表面结构和制备具有类生物表面结构在材料表面上的设想,并展望了该领域的应用及今后的发展方向.

聚丙烯酸酯-聚乙烯醇-纳米SiO2超亲水涂层

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.05.015

通过水热法制备了具有交联结构的聚丙烯酸酯(PAAS)-聚乙烯醇(PVA)-纳米SiO2有机无机复合乳液,并将该乳液通过提拉在玻璃基底和PET膜上构建了性能稳定、透明的亲水涂层.研究了乳液中纳米颗粒掺入量对涂层表面形貌、润湿性和透光率的影响,结果表明,随着纳米粒子掺入量的增加,涂层亲水性随之增大,而透过率随之下降.当PVA含量为0.25wt％,PAAS、PVA和SiO2的质量比为1:2.5:10时,涂层亲水性长效稳定,一个月时间内接触角保持在5°左右,在500～ 760nm波长范围内透过率超过78.68％,硬度达到HB.常温聚丙烯酸酯-聚乙烯醇-纳米SiO2亲水涂层具有稳定的耐水性和良好的抗结霜和快速除霜性能.

关键词: 有机无机复合乳液 , 纳米SiO2 , 水热法 , 超亲水涂层

碘修饰多钼酸的制备及其气敏性能

管自生 , 蒋文曲 , 张玉 , 张强 , 李东旭

材料科学与工程学报

采用钼酸铵与硝酸通过直接沉淀法制备了六方晶型的多钼酸,将该多钼酸与碘酒在外加直流电场下的两个电极间研磨制备了碘修饰多钼酸.研究了该多钼酸对氨气、乙醇、丙酮、臭氧的气敏性质,结果表明碘修饰后的多钼酸对极性气体乙醇和氨气具有良好的灵敏性,且在低温范围内气敏性随温度升高而提高,而对非极性气体丙酮和臭氧灵敏性很低.因此,碘修饰多钼酸可成为一种潜在的新型检测极性气体用低温气敏材料.

关键词: 无机合成化学 , 多钼酸 , 碘修饰 , 气敏性

TiO2薄膜的吸附能力对罗丹明B光降解过程的影响

马颖 , 管自生 , 曹亚安 , 姚建年

催化学报

采用浸涂的方法在玻璃表面制备了TiO2薄膜.X射线衍射和Raman光谱结果表明,薄膜全部由锐钛矿组成.通过罗丹明B的光降解实验考察了薄膜的催化活性,结果表明,薄膜的吸附性对罗丹明B的降解途径有很大的影响:当薄膜所吸附的罗丹明B达到一定量时,脱乙基反应将与降解反应同时发生;否则,将观察不到脱乙基作用.同时,初步的实验结果表明,这种吸附性并不直接影响薄膜催化罗丹明B降解的活性.

关键词: 二氧化钛薄膜 , 罗丹明B , 光催化降解 , 脱乙基

激光诱导硅基Al-Ti金属膜构建各向异性表面及其浸润特性

管自生 , 路晓

功能材料

利用脉冲激光在Si表面刻蚀微米级四方柱,通过多靶磁控溅射镀膜机在其表面上沉积Al-Ti双层金属膜,然后利用激光诱导金属涂层形变,在四方柱的硅基底上形成定向微渠道,通过测量水与定向微渠道表面的接触角(前进角和后退角)研究各向异性表面浸润性特性.结果表明,在硅基底上构建的Al-Ti金属膜各向异性表面表现出水滴的前进角和后退角都较大,各向异性结构对其浸润性有明显的影响.因此,利用激光可以在固体表面制备各向异性表面, 控制表面的润湿行为.

关键词: 激光刻蚀 , Al-Ti金属膜 , 各向异性 , 浸润性

可控尺寸和形貌的多钼酸聚集体和 MoO₃粉体的制备

管自生 , 张玉 , 卢延军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00636

钼酸铵在醋酸和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)调节下分别与硝酸和盐酸反应制备了多钼酸聚集体. 结果表明, 钼酸铵的浓度、醋酸和CTAB对多钼酸聚集体及其烧结后形成MoO₃粉体的形貌和尺寸有影响. 较高浓度的钼酸铵分别在醋酸和CTAB调节下与硝酸反应均可制备直径为1~2μm, 长为数十微米的细长晶须, 经过500~600℃烧结后则相应变为纳米级片状和颗粒状α-MoO₃粉体; 低浓度的钼酸铵在CTAB调节下与盐酸反应可制备不规则的晶体棒, 经过烧结后得到颗粒状α-MoO₃粉体.

关键词: 多钼酸 , aggregates , MoO₃ , HAc , cetyl-trimethyl ammonium bromide

类荷叶表面疏水结构的材料表面制备

曹丰 , 管自生 , 李东旭

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.04.027

利用纳米/微米复模成型的方法,制备了荷叶表面微乳突状疏水结构的聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯(PS)阴模模具,并利用阴模复模成型在聚二甲基硅烷(PDMS)表面制备了类荷叶的表面结构.扫描电子显微镜(SEM)的观察表明PDMS材料表面上制得的类荷叶结构与荷叶表面的微乳突结构有较好的一致性,而PVA阴模在保持微观结构上更有优势.通过对水滴在PDMS材料表面接触角的测量,证明了在制备有类荷叶表面结构的PDMS材料表面上,水滴的接触角可以得到显著提高.

关键词: 疏水性 , 仿生学 , 表面结构 , 纳米/微米复模成型

生物模板法制备具有特殊表面形貌的二氧化硅中空微球

曹丰 , 李东旭 , 管自生

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00501

利用油菜花粉作为生物模板，通过溶胶在花粉颗粒表面包裹，再经高温烧结去除花粉颗粒的方法制备了具有特殊表面形貌的二氧化硅中空微球. 并通过调节溶胶中醇盐与水的比例，实现了不同表面形貌的二氧化硅中空微球的制备. 利用差热（DSC）、热重（TG）、X射线能谱仪（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）等对花粉颗粒和所制备的二氧化硅中空微球进行了表征，并对不同表面形貌的形成机理进行了探讨. 结果表明，花粉内壁在200℃时即可完全消除，从而形成中空结构，而外壁及其表面的网格状结构在较高温度仍能保持完好，从而保证该结构在微球表面的复制，而溶胶浓度则是形成微球表面不同形貌的决定因素，随着胶体粒子在花粉表面沉积量的不同，微球表面的微孔结构也将随之变化.

关键词: 表面形貌 , biotemplate , hollow microspheres , sol-gel