荷叶效应仿生材料
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• 荷叶表面微观结构
•非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构
•在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的 “小山包”，它上面长满绒毛 •在山包 顶又长出了一个个馒头状的 碉堡 凸 顶， 整个表面被微小的蜡晶所覆盖
荷叶效应
•在尺寸上远大 于这种结构的灰 尘 雨水等降落在 叶面
•隔着一层极薄 的空气,只能同叶 面上山包 的凸顶 形成几个点接触
•PDMS的表面接触角最高可达172°
•良好的自净能力
荷叶效应之隔离霜
• 特点
•
过
•➢角质层保持水分的能力降低
敏 性
➢容易受冷风、食物、水质、紫外线等外在环境或物质的影响
皮
➢对阳光、气候、水、植物（花粉）、化妆品、香水、蚊虫叮
肤
• 护咬理及高蛋白食物都有可能导致过敏
➢保持皮肤清洁。灰尘与分泌旺盛的皮脂相混合，易造成皮肤 粗糙，故应时刻保持皮肤清洁杀菌
•将具有持久憎水性的化妆级白油制成一个纳 米级显微结构，PDMS嫁接，并添加其它辅 助成分，以达到拒水保洁、抗紫外线、抗菌 等功能
荷叶效应之隔离霜
•性能测试
•集灰试验
•在涂膜试板上 ,撒一些炭黑或 粉煤灰 ,接着滴几滴水 ,使试板 稍微倾斜晃动 ,从而水就在试 板上来回移动。对于荷叶效应 隔离霜涂膜 ,水成为一个大珠 点 ,炭黑或粉煤灰集聚在大水 珠的外围,而涂膜仍保持干净清 洁
利用“荷叶效应”生产新型隔离霜
目录
•1
•荷叶效应
•2 •目前荷叶效应的运用
ห้องสมุดไป่ตู้
•3 •荷叶效应之隔离霜
荷叶效应
•滴落在荷叶上的水会自动聚 集成一个个自由滚动的水珠 滚离叶面， 水珠在滚离中还 能把落在叶面上的尘土 污泥 粘吸带走， 使叶面始终保持 干净， 这就是著名的“荷叶 自洁效应”
•为什么？
荷叶效应
• 优点2：
• 水蒸气分子直径约 0．0004μm， 雨水水分子直径约100 ～ 3000μm， 若隔离霜薄膜孔洞直径约0．2 ～ 10μm， 介于两者 • 之间， 达到让水蒸气通过而防止雨水进入的效果
•荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆 仿荷叶织物
• 荷叶效应防水漆 • 荷叶玻璃 • 模拟荷叶制造憎水性膜
荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆
•1
•2
•保持外墙面干 燥清洁的一种建 筑涂料
•采用具有持久 憎水性的少乳化 剂有机硅乳液等 一些专门物质
•3
•一个纳米级显 微结构涂膜具有 类似荷花叶子的 表面结构，达到 拒水保洁功能
荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆
•聚二甲基硅氧烷（PDMS） •嫁接 • 纳米氧化硅表面
➢随时注意皮肤的保湿，增强皮肤的抵抗力，可选用清爽型、 亲水性护肤品
荷叶效应之隔离霜
•原理 •材料 •工艺
•采用具有持久憎水性的专门物质， 形成一 个纳米级显微结构， 从而使其涂膜具有类似 荷花叶子的表面结构
•主要：化妆级白油、聚二甲基硅氧烷PDMS •其它：纯水、二氧化钛白粉、植物油脂、复 合抗菌剂
•Thank you
•由于空气层山 包状突起和蜡质 层的共同托持作 用， 使得水滴不 能渗透，却能因 表面张力形成水 珠
荷叶效应
• 优点1：
• 1）粗糙的疏水表面使水不能进入叶子内部， 仅在叶面形成水珠， 水和叶子表面间的接触面积只有 2% ～ 3%，故能防水 • 2）灰尘会更好地贴附于水滴表面而不是粗糙表面， 然后随着 水滴滚落，达到清洁的目的
荷叶效应之隔离霜
•预期效果
•1
•2
•3
•具备普通隔 离霜的防晒， 防尘的优点
•拒水、透 气
•隔离皮肤 与外界不洁 环境
•防止尘土 堆积、细 菌滋生， 易于清洁
•拟解决的关键问题：
•参考文献：
•1、林宣益． 2005． 仿生学在建筑涂料中的应用荷叶效应 •漆． 上海涂料， 43( Z1) : 6 ～ 8 •2、马 立． 1996． 仿荷叶效应的防水透湿织物的研究． •科技，( 1) : 50 ～ 52 •3、姜淑慧.2013. 荷叶效应及其在仿生学上的应用. 生物学 •38：62~63
•非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构
•在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的 “小山包”，它上面长满绒毛 •在山包 顶又长出了一个个馒头状的 碉堡 凸 顶， 整个表面被微小的蜡晶所覆盖
荷叶效应
•在尺寸上远大 于这种结构的灰 尘 雨水等降落在 叶面
•隔着一层极薄 的空气,只能同叶 面上山包 的凸顶 形成几个点接触
•PDMS的表面接触角最高可达172°
•良好的自净能力
荷叶效应之隔离霜
• 特点
•
过
•➢角质层保持水分的能力降低
敏 性
➢容易受冷风、食物、水质、紫外线等外在环境或物质的影响
皮
➢对阳光、气候、水、植物（花粉）、化妆品、香水、蚊虫叮
肤
• 护咬理及高蛋白食物都有可能导致过敏
➢保持皮肤清洁。灰尘与分泌旺盛的皮脂相混合，易造成皮肤 粗糙，故应时刻保持皮肤清洁杀菌
•将具有持久憎水性的化妆级白油制成一个纳 米级显微结构，PDMS嫁接，并添加其它辅 助成分，以达到拒水保洁、抗紫外线、抗菌 等功能
荷叶效应之隔离霜
•性能测试
•集灰试验
•在涂膜试板上 ,撒一些炭黑或 粉煤灰 ,接着滴几滴水 ,使试板 稍微倾斜晃动 ,从而水就在试 板上来回移动。对于荷叶效应 隔离霜涂膜 ,水成为一个大珠 点 ,炭黑或粉煤灰集聚在大水 珠的外围,而涂膜仍保持干净清 洁
利用“荷叶效应”生产新型隔离霜
目录
•1
•荷叶效应
•2 •目前荷叶效应的运用
ห้องสมุดไป่ตู้
•3 •荷叶效应之隔离霜
荷叶效应
•滴落在荷叶上的水会自动聚 集成一个个自由滚动的水珠 滚离叶面， 水珠在滚离中还 能把落在叶面上的尘土 污泥 粘吸带走， 使叶面始终保持 干净， 这就是著名的“荷叶 自洁效应”
•为什么？
荷叶效应
• 优点2：
• 水蒸气分子直径约 0．0004μm， 雨水水分子直径约100 ～ 3000μm， 若隔离霜薄膜孔洞直径约0．2 ～ 10μm， 介于两者 • 之间， 达到让水蒸气通过而防止雨水进入的效果
•荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆 仿荷叶织物
• 荷叶效应防水漆 • 荷叶玻璃 • 模拟荷叶制造憎水性膜
荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆
•1
•2
•保持外墙面干 燥清洁的一种建 筑涂料
•采用具有持久 憎水性的少乳化 剂有机硅乳液等 一些专门物质
•3
•一个纳米级显 微结构涂膜具有 类似荷花叶子的 表面结构，达到 拒水保洁功能
荷叶效应的运用
•荷叶效应乳胶漆
•聚二甲基硅氧烷（PDMS） •嫁接 • 纳米氧化硅表面
➢随时注意皮肤的保湿，增强皮肤的抵抗力，可选用清爽型、 亲水性护肤品
荷叶效应之隔离霜
•原理 •材料 •工艺
•采用具有持久憎水性的专门物质， 形成一 个纳米级显微结构， 从而使其涂膜具有类似 荷花叶子的表面结构
•主要：化妆级白油、聚二甲基硅氧烷PDMS •其它：纯水、二氧化钛白粉、植物油脂、复 合抗菌剂
•Thank you
•由于空气层山 包状突起和蜡质 层的共同托持作 用， 使得水滴不 能渗透，却能因 表面张力形成水 珠
荷叶效应
• 优点1：
• 1）粗糙的疏水表面使水不能进入叶子内部， 仅在叶面形成水珠， 水和叶子表面间的接触面积只有 2% ～ 3%，故能防水 • 2）灰尘会更好地贴附于水滴表面而不是粗糙表面， 然后随着 水滴滚落，达到清洁的目的
荷叶效应之隔离霜
•预期效果
•1
•2
•3
•具备普通隔 离霜的防晒， 防尘的优点
•拒水、透 气
•隔离皮肤 与外界不洁 环境
•防止尘土 堆积、细 菌滋生， 易于清洁
•拟解决的关键问题：
•参考文献：
•1、林宣益． 2005． 仿生学在建筑涂料中的应用荷叶效应 •漆． 上海涂料， 43( Z1) : 6 ～ 8 •2、马 立． 1996． 仿荷叶效应的防水透湿织物的研究． •科技，( 1) : 50 ～ 52 •3、姜淑慧.2013. 荷叶效应及其在仿生学上的应用. 生物学 •38：62~63