仿生智能纳米界面材料研究

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1、表面织构化主要内容：表面织构自然界特殊表面及仿生制备电化学沉积前景展望21.表面织构：表面织构（Surfacetexture）是指在表面通过一定的加工技术加工出具有一定尺寸和排列的凹坑、凹痕、凸包或微小沟槽等图案的点阵。表面织构化包括:仿生特种功能表面和图案化微结构32.自然界特殊表面及仿生制备生物体中特殊的微米结构、纳米结构可赋予其特殊的表面性能。例如：荷叶、水黾、壁虎、鲨鱼……42.1荷叶：出淤泥而不染微米与纳米结构相复合的阶层结构52.1荷叶：出淤泥而不染62.2壁虎：壁虎漫步，又酷又浪漫SEM图像7蜘蛛侠：aspider-mantoyclingingwithoneof

2、itshandstoahorizontalglassplate.itshandcoveredwiththemicrofabricatedgeckotape,Notethatthetoywasalreadyre-attachedseveraltimes2.2壁虎：howtowalkonthewall?Geim等报道制备了一种干燥的、非粘性的粘合剂—“壁虎带”，依靠的是两个物体接触时表面产生的分子引力—范德华力。82.3水黾：池塘中的溜冰者20um200nm92.3水黾：howtowalkonthewater？清华大学张希：利用LBL自组装技术制备超疏水性漂浮状金纳米线Combi

3、ningalayer-by-layerassemblingtechniquewithelectrochemicaldepositionofgoldaggregatestomimicthelegsofwaterstriders10制备过程：LBL?SAMECDSAM11超疏水金纳米线Shapesofthegoldthreadsfloatingonthewater’ssurface.Thediameteris0.5mmaftersuperhydrophobicmodification(a)andbeforesuperhydrophobicmodification(b).Thedi

4、ameteris0.8mmaftersuperhydrophobicmodification(c).Thescaleoftheseimagesis1:28122.4鲨鱼：海洋中游泳的佼佼者13Howtoswiminthewater?“鲨鱼皮”泳衣飞机涂层143.电化学沉积通过以上几个例子我们可以看出，通过对生物表面的结构仿生,构建规整的表面图案，可以实现结构与性能的完美统一。其中的一种制备方法：电化学法：（自下而上）15电沉积在复杂结构中的应用：FabricationofComplexArchitecturesUsingElectrodepositionintoPattern

5、edSelf-AssembledMonolayers163.0SchematicillustrationofelectrochemicaldepositionontoaSAM-modifiedsurface173.1via-likestructuresFigure2.(a)Schematicillustrationofthestepsforfabricationofvia-likestructures:formationofviasonthelines.(b)PlanviewSEMimageofsilversquaresformedonsilverlines.Theinset

6、showsanAFMimageofthesamestructure.183.2ArraysofSingle-CrystalIslandsFigure3.(a)PlanviewopticalmicroscopeimageofthePDMSstampwithagridpatternof200nmwidelines.(b)PlanviewSEMimageofsilverislandsdepositedonsilverwith1um*1umSAM-freesquaresseparatedby200nmSAM-modifiedlines.19电化学沉积：在水溶液中在非水溶液中离子液体、

7、熔融盐、有机溶液4.前景展望204.前景展望将认识自然、模仿自然、超越自然有机结合，将结构及功能的协同互补有机结合，为科学技术创新提供了新思路、新理论和新方法，是知识创新的源泉。仿生材料的重要科学意义在于：21二元协同纳米界面材料（江雷）即具有互补性质的纳米结构。在某些同等条件的作用下，这种特殊表面可能展现出意想不到的性质，这些性质往往具有很大的应用以及理论研究价值。22黑色的眼睛，寻找光明23以前，科学家们一直认为，水黾是依靠表面曲率所产生的波纹的表面张力来支撑身体，并利用身体中间那对疏水的腿，像桨一