汪策_2130278_静电纺丝对超疏水表面的仿生

1、静电纺丝法对超疏水表面的仿生静电纺丝法对超疏水表面的仿生1研究思路研究思路生物的超疏水特性和结构生物的超疏水特性和结构2静电纺丝静电纺丝3CONTENT制备方法制备方法4各种类型仿生材料设计过程图各种类型仿生材料设计过程图Fan. X et al. Adv. Mater., 2008, 20:2842-2858高分子分离膜高分子分离膜研究思路研究思路1植物植物 荷叶荷叶; ; 稻子的叶子稻子的叶子; ; 玫瑰花瓣玫瑰花瓣; ;动物动物: : 蝴蝶翅膀蝴蝶翅膀; ; 水黾水黾; ; 蚊子眼睛蚊子眼睛; ; 鱼皮鱼皮; ; 蜘蛛网蜘蛛网 硅质海绵硅质海绵自然界中的超疏水现象自然界中的超疏水现象Li

2、u. K et al. Acs. Nano., 2004, 5(9): 6786-6790纳米纤维纳米纤维高分子分离膜高分子分离膜生物的超疏水特性和结构生物的超疏水特性和结构2自然界超疏水结构特性自然界超疏水结构特性Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.纳米纤维纳米纤维高分子分离膜高分子分离膜微米级突起上带有纳米级的颗粒微米级突起上带有纳米级的颗粒颗粒为疏水的蜡状物质颗粒为疏水的蜡状物质带有纳米凹槽的针状微型刚毛的分层结构带有纳米凹槽的针状微型刚毛的分层结构表面覆盖的疏水蜡层表面覆盖的疏水蜡层表表面紧密覆盖有很多直径为面紧密覆盖有很多

3、直径为6m6m的弯曲纤维的弯曲纤维纤维轴上存在很多凹槽纤维轴上存在很多凹槽乳状突起准一维的平行排列乳状突起准一维的平行排列水滴易于向边缘流动，而难以向反方向水滴易于向边缘流动，而难以向反方向流动流动生物的超疏水特性和结构生物的超疏水特性和结构2syringepolymer solutionspinneretliquid jetTaylor coneE优点：优点：唯一一种直接、连续的方法；唯一一种直接、连续的方法；设备、工艺简单；设备、工艺简单；成本低廉；成本低廉；适用的聚合物范围广，灵活性高；适用的聚合物范围广，灵活性高；对结构和组成具有可控性；对结构和组成具有可控性；静电纺丝法制备超疏水表面

4、静电纺丝法制备超疏水表面Li D, Xia Y,.Adv. Mater, 2004, 16(14):1152-1170高分子分离膜高分子分离膜静电纺丝静电纺丝3静电纺丝法制备的纤维静电纺丝法制备的纤维 高分子分离膜高分子分离膜静电纺丝静电纺丝3Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.静电纺丝法对荷叶结构的仿生静电纺丝法对荷叶结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4微米级突起上带有纳米级的颗粒微米级突起上带有纳米级的颗粒颗粒为疏水的蜡状物质颗粒为疏水的蜡状物质荷叶的疏水角高达荷叶的疏水角高达161滑落角为滑落角为2Wang.

5、 X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.静电纺丝法对荷叶结构的仿生静电纺丝法对荷叶结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4Lu. X, Zhou. J, etal.Chem. Mater.2008, 20: 3420-3424.纯纯PS静电纺静电纺PS-BMIPF6静电纺静电纺141153静电纺丝法对狗舌草叶子结构的仿生静电纺丝法对狗舌草叶子结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4狗舌草叶子的接触角狗舌草叶子的接触角到达到达143Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-

6、530.其表面是由很多弯曲其表面是由很多弯曲的纤维组成，纤维表的纤维组成，纤维表面存在轴向凹槽面存在轴向凹槽静电纺丝法对狗舌草叶子结构的仿生静电纺丝法对狗舌草叶子结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4PS溶解在溶解在DMF/THF混合溶液中，混合溶液中，纺得的纤维表面存在凹槽；并通过纺得的纤维表面存在凹槽；并通过四喷头，将四喷头，将PS和和PA6纤维混合纺增纤维混合纺增加了强度加了强度Li. X, Ding B, etal. J. Phys. Chem. C. 2009, 113: 20452-20457.接触角最高到达接触角最高到达150静电纺丝法对水黾腿表面结构的仿生静电纺

7、丝法对水黾腿表面结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.带有纳米凹槽的针状微型刚毛的带有纳米凹槽的针状微型刚毛的分层结构，表面覆盖有疏水蜡层分层结构，表面覆盖有疏水蜡层接触角高达接触角高达167.6静电纺丝法对水黾腿结构的仿生静电纺丝法对水黾腿结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4将将PVB纤维静电纺在银线纤维静电纺在银线上作为上作为“腿腿”这种人造的水黾可以站在水这种人造的水黾可以站在水面，并且能够承载面，并且能够承载1g的重量的重量Wu. H, Zhang R,

8、etal.Soft. Matter.2008, 4: 2429-2433.静电纺丝法对水黾腿结构的仿生静电纺丝法对水黾腿结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4Wu. H, Zhang R, etal.Soft. Matter.2008, 4: 2429-2433.将将PVB纤维纺在两个平行电纤维纺在两个平行电极上，可得到各向异性结构极上，可得到各向异性结构的纤维膜的纤维膜横向接触角达横向接触角达142.0纵向接触角只有纵向接触角只有83.1静电纺丝法对水黾腿结构的仿生静电纺丝法对水黾腿结构的仿生 高分子分离膜高分子分离膜制备方法制备方法4接触角可达接触角可达157.2，表，表现

9、出各向异性的疏水性现出各向异性的疏水性乳状突起准一维的平行排列乳状突起准一维的平行排列呈现出各向异性的结构呈现出各向异性的结构Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.参考文献参考文献 高分子分离膜高分子分离膜Fan. X et al. Adv. Mater., 2008, 20:2842-2858;.Liu. K et al. Acs. Nano., 2004, 5(9): 6786-6790.Wang. X, Ding B, etal.Acs. Nano.2011, 6: 510-530.Li D, Xia Y,.Adv. Mater, 2004, 16(14):1152-1170.Lu. X, Zhou. J, etal.Chem. Mater.2008, 20: 3420-3424.