仿跳虫表皮柔性微结构阵列复型转移制备

摘要：

跳虫表皮独特的疏水耐压凹角微结构,为开展飞机表面防/除冰研究提供了新的思路.以跳虫表皮为仿生对象,制备了柔性疏水微结构.提出了"复型转移"的制备方法,针对复型和转移过程中出现的结构变形、结构破裂问题,分别通过"软刀硬模"和"界面黏附控制"工艺进行改进.基于"软硬结合"的思想采取"软刀硬模"的刮平方式以避免残余聚二甲基硅氧烷(PDMS)层导致的结构变形,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜替代PDMS转移层并进行表面改性,以避免结构层和转移层同质材料之间产生过度黏附.PET薄膜经氧等离子体改性处理,表面接触角由70°减小为15°;表面轮廓算术平均偏差Ra由112.15 nm增加到199.74nm,提升了 78.1％;氧/碳(O/C)含量比由0.35增加到0.45.微结构表面接触角为125.2°,弹跳行为中液滴回缩明显."复型转移"的方法成功实现了柔性微结构的制备,"软刀硬模"的方式明显减小了微结构变形,结构成功复型且变形得到有效控制.PET薄膜在表面改性后表面活性增加,结构成功转移且破裂减少.经测试,制备的仿跳虫柔性微结构具有良好的疏水性能.

关键词：跳虫、仿生、柔性微结构、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、黏附控制

所属期刊栏目：65

分类号：TG506;TB383;TQ323.41

资助基金：科技重点实验室基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：72-80