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观赏花卉叶片表面疏水/疏油机理及仿生制备

来源：花匠小妙招时间：2024-12-28 21:02

观赏花卉叶片表面疏水/疏油机理及仿生制备

【摘要】： 超疏水/超疏油表面在工业、农业、环境、能源、国防、航空航天及人们日常生活领域具有广泛应用,近年来引起人们极大关注,基于植物表面微观形貌及其特殊功能的仿生研究日益成为国内外生物科学、材料科学、表面科学等领域的热点。本文选取长寿花(Kalanchoe blossfeldiana)、万寿菊(Tagetes erecta)、蝴蝶兰(Phalaenopsis aphrodite)、金盏菊(Calendula officinalis)、绿萝(Epipremnum aureum)和一品红(Euphorbia pulcherrima)等6种观赏花卉叶片为实验材料,使用扫描电子显微镜对叶片及其仿生膜进行观察,使用接触角测量仪测定叶片及其仿生膜表面与不同液体(水、有机溶剂)的接触角,使用红外光谱仪分析植物叶片的化学成分,从生物耦合角度探讨植物叶片表面超疏水/超疏油机理。利用二次转录法,以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)为原料,制备仿植物叶片结构的高分子仿生膜。结果表明,6种植物叶片表面均具有疏水性,同时能够抵抗低浓度有机溶液的润湿。其中,金盏菊叶片表面的水滴接触角最高可达153°;当甲醇溶液浓度达到30%时,一品红叶片反面的接触角仍大于90°。6种植物叶片表面具有复杂的多级微观结构。网格形貌构成一级微观结构,微米级粗糙形态构成二级微观结构,亚微米级和纳米级粗糙单元体构成三级微观结构。6种植物叶片具有相似的红外光谱吸收峰、基团和化学组成。微纳米粗糙形貌和天然疏水基团为植物叶片表面的复合浸润性提供了结构基础和化学基础。仿生高分子膜具有与植物叶片表面相似的微观形貌和浸润性,植物叶片可作为特殊功能表面的仿生设计模板。本文研究结果有助于进一步揭示生物粗糙表面的浸润机理,为新型超双疏表面和自清洁材料的仿生制备提供启示。

【学位授予单位】：长春师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017