东亚飞蝗体表润湿性测试及疏水机理分析

摘要：

为探寻用于疏水表面制备的仿生原型,测试了东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)体表典型部位的润湿性.采用扫描电子显微镜和三维形貌干涉仪对体表微形貌结构进行了观测,基于Wenzel模型和Cassie-Baxter模型简要分析了体表典型部位的疏水机理.结果表明,体表不同部位的润湿性呈现差异,其中水滴在内翅表面的接触角相对较大(132.92±4.73)°,在外翅表面的接触角相对较小(119.47±4.32)°,在颈部和口器表面的接触角介于两者之间.外翅表面分布着～100 μm级脊状凸起和纳米级蜡质膜层,内翅表面覆盖着毫米-微米级脊状凸起和大量微米-纳米级乳突,颈部和口器表面呈现凹凸起伏的毫米-微米级形貌结构,小区域的颈部和口器表面展现出相当光滑的微形貌.内翅因具有由脊状凸起和乳突构成的复合尺度结构而能使水滴产生Cassie-Baxter接触状态,从而呈现相对较大的接触角;其他典型部位的表面微形貌结构使水滴产生Wenzel接触状态而呈现相对较小的接触角.研究结果不仅能够量化表征东亚飞蝗体表典型部位的润湿特性,还可为疏水表面结构的仿生制备提供参考.

关键词：工程仿生学、润湿性、接触角、疏水机理、东亚飞蝗体表

所属期刊栏目：38

分类号：TB17(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金51205107;河北省高等学校青年拔尖人才资助项目BJ2017011

在线出版日期：2017-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：411-417