生物材料表面的超疏水性能研究进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ， ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ， ｗｅ ｒ ｅ ｎｅ ｗ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｏ — ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈｏ ｂ ｉ ｃ ｏ ｆ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｂ ｉ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｓ ， ｉ ｎ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉｎ ｗ ｇ ｓ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｉ ｄ ｅ ｒ ｌ ｅ ｇ ｓ ． Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｎｅ ｗ ｏ ｕ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｓ ｑ ｕ ｉ ｔ ｏ ｌ ｅ ｇ ｓ ． Ｆ ｉ ｎ ｌｌ ａ ｙ ， ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ — ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌｓ ａ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ．
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ
ｂ ｉ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ；ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ；ｍ ｉ ｃ ｏ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
文献标 识码 ：Ａ 中图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 类号 ：０ ３ ４ ３
孔祥 清
孔祥清 （ １ ９ ８ ２ 一） ． 女， 博士． 讲师， 研 究 领域为微纳米生物 力学。
摘要 结合作 者课题 组 的相 关工作 ， 介 绍 了植 物叶子、 昆虫翅膀及小型水 面昆虫水 黾等 几种 天然生物材 料表 面的微 纳观 结构及超 疏水性 能研 究进展 ，并特别介 绍 了作者研 究小组对蚊子腿部 表面超疏 水性能的研 究成 果 ，最后 对天 然生物 材料表 面超疏 水性 能的研 究进行 了总结和展 望。 关键词 生物材料 ；超疏 水性 能 ；微 纳结构
Ｋ ０ ｎ ｇ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｏ ，Ｑ ｕ Ｙ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ
Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｊ ｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ， １ ２ １ Ｏ Ｏ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
艇 、雷达 通讯 等领 域都 有着 极其 广 阔的应 用前 景 ， 引起 人们 的普遍关注【 ｌ 】 。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大
的污 染 ，经过 亿万 年 的进 化 ，已经 用尽 可 能 少的 材料 最 优
化成各种特殊形态的微纳米尺度分级结构 ，呈现 出完美的 超 疏 水特 性 １ ，荷 叶 表面 就 是 其 中最 为典 型 的 一 类 。我 们 只要仔 细 观察 就 会 发现 ，当水 滴 滴到 荷 叶表 面 时会 形 成亮
晶晶的球 形水 珠 ，图１ ． ａ 显示 了荷 叶表面 的水 珠 形状 ，这些
于１ ５ ０ 。的表面 ， 这方面大 自然给了我们很多的启发 。例如 荷 叶表 面 、蝴 蝶 翅膀 、水 黾及 蚊子 腿 等都 具 有超 强 的疏 水
自清洁 功 能 ，使 得荷 叶 等植 物 叶 可以 “ 出淤 泥而 不 染 ” 、 蝴蝶 等 昆虫可 以 在雨 雾 中 自由飞行 、水 黾及 蚊子 等 小 型水 面 昆 虫可 以在 水 面 自由行走 而 不 至于 沉 没 。关 于这 些 生物 材 料表 面 的超 疏 水性 能 的研 究 目前 已经 取得 了很 多的 研究
生物材料表面的超疏水性能研究进展
孔祥清 章文娇 曲艳东
辽 宁工 业 大 学土 木 建 筑 与 工程 学 院 ，辽 宁 锦 州 １ ２ １ ０ ０ １
Ａ ｒ ｅ ｖｉ ｅｗ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅｃｅ ｎｔ ｐ ｒ ｏｇｒ ｅｓｓ ｉ ｎ ｓ ｕ ｐｅｒ ｈ ｙ ｄｒ Ｏ ｐｈ Ｏｂ ｉ ｃ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃｅｓ ｏｆ ｂ ｉ ｏｍａｔ ｅ ｒ ｉ ａｌ ｓ
基础及前 沿
中 国 科 技 信 息 ２ ０ １ ３ 年 第２ ２ 期 Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ３
基金项 目 ：辽 宁省教育 厅基￣ ， （ Ｌ ２ ０ １ １ １ ０ ３ ， Ｌ ２ ０ １ ２ ２ ２ １ ） ，辽宁工业 大学人 才基金 （ Ｘ ２ ０ １ １ ２ ９ ） 资助
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ２ ． ０ ０ ５
１概 述
物体表 面的超疏水 特性在防 雪、防水 、防 雾、防污 染 、抗 氧化 等 人们 日常 生活 、工农 业 生 产以 及航 天 器 、潜
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ
ｂ ｉ ｏ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ；ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ；ｍ ｉ ｃ ｏ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
文献标 识码 ：Ａ 中图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 类号 ：０ ３ ４ ３
孔祥 清
孔祥清 （ １ ９ ８ ２ 一） ． 女， 博士． 讲师， 研 究 领域为微纳米生物 力学。
摘要 结合作 者课题 组 的相 关工作 ， 介 绍 了植 物叶子、 昆虫翅膀及小型水 面昆虫水 黾等 几种 天然生物材 料表 面的微 纳观 结构及超 疏水性 能研 究进展 ，并特别介 绍 了作者研 究小组对蚊子腿部 表面超疏 水性能的研 究成 果 ，最后 对天 然生物 材料表 面超疏 水性 能的研 究进行 了总结和展 望。 关键词 生物材料 ；超疏 水性 能 ；微 纳结构
Ｋ ０ ｎ ｇ Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｏ ，Ｑ ｕ Ｙ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ
Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｊ ｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ， １ ２ １ Ｏ Ｏ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
艇 、雷达 通讯 等领 域都 有着 极其 广 阔的应 用前 景 ， 引起 人们 的普遍关注【 ｌ 】 。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大
的污 染 ，经过 亿万 年 的进 化 ，已经 用尽 可 能 少的 材料 最 优
化成各种特殊形态的微纳米尺度分级结构 ，呈现 出完美的 超 疏 水特 性 １ ，荷 叶 表面 就 是 其 中最 为典 型 的 一 类 。我 们 只要仔 细 观察 就 会 发现 ，当水 滴 滴到 荷 叶表 面 时会 形 成亮
晶晶的球 形水 珠 ，图１ ． ａ 显示 了荷 叶表面 的水 珠 形状 ，这些
于１ ５ ０ 。的表面 ， 这方面大 自然给了我们很多的启发 。例如 荷 叶表 面 、蝴 蝶 翅膀 、水 黾及 蚊子 腿 等都 具 有超 强 的疏 水
自清洁 功 能 ，使 得荷 叶 等植 物 叶 可以 “ 出淤 泥而 不 染 ” 、 蝴蝶 等 昆虫可 以 在雨 雾 中 自由飞行 、水 黾及 蚊子 等 小 型水 面 昆 虫可 以在 水 面 自由行走 而 不 至于 沉 没 。关 于这 些 生物 材 料表 面 的超 疏 水性 能 的研 究 目前 已经 取得 了很 多的 研究
生物材料表面的超疏水性能研究进展
孔祥清 章文娇 曲艳东
辽 宁工 业 大 学土 木 建 筑 与 工程 学 院 ，辽 宁 锦 州 １ ２ １ ０ ０ １
Ａ ｒ ｅ ｖｉ ｅｗ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅｃｅ ｎｔ ｐ ｒ ｏｇｒ ｅｓｓ ｉ ｎ ｓ ｕ ｐｅｒ ｈ ｙ ｄｒ Ｏ ｐｈ Ｏｂ ｉ ｃ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃｅｓ ｏｆ ｂ ｉ ｏｍａｔ ｅ ｒ ｉ ａｌ ｓ
基础及前 沿
中 国 科 技 信 息 ２ ０ １ ３ 年 第２ ２ 期 Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ３
基金项 目 ：辽 宁省教育 厅基￣ ， （ Ｌ ２ ０ １ １ １ ０ ３ ， Ｌ ２ ０ １ ２ ２ ２ １ ） ，辽宁工业 大学人 才基金 （ Ｘ ２ ０ １ １ ２ ９ ） 资助
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ２ ． ０ ０ ５
１概 述
物体表 面的超疏水 特性在防 雪、防水 、防 雾、防污 染 、抗 氧化 等 人们 日常 生活 、工农 业 生 产以 及航 天 器 、潜