PDMS表面復(fù)合梯度凸起陣列的摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、自然界經(jīng)歷幾百萬年“適者生存”式的演變，許多生物已經(jīng)進(jìn)化出能夠適應(yīng)其周圍環(huán)境的特殊身體器官表皮，如壁虎的腳掌、鯊魚的表皮、沙漠甲蟲的外殼等。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)這些生物體表面展開了大量的研究，發(fā)現(xiàn)其表面存在著很多特殊功能微觀結(jié)構(gòu)。受此啟發(fā)，人們一直致力于將這些微結(jié)構(gòu)仿生復(fù)制到應(yīng)用材料表面，希望能獲得與自然界生物體表面相類似的功能。本文將對(duì)樹蛙、蠑螈、荷葉等生物體表面特殊微觀結(jié)構(gòu)展開詳細(xì)的研究，并進(jìn)行仿生復(fù)制相類似的微結(jié)構(gòu)表面，以此來研究此類微結(jié)

2、構(gòu)表面的特殊性能，以及其作用機(jī)理。
　　本文將采用光刻—濕法刻蝕—光刻—復(fù)模工藝在PDMS（聚二甲基硅氧烷）表面加工出類似生物體表面的復(fù)合梯度凸起微結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用等離子體處理技術(shù)對(duì)其表面進(jìn)行改性。試驗(yàn)部分將主要采用Type32多功能表面性能測量儀與球盤試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同參數(shù)試樣表面的摩擦學(xué)特性進(jìn)行測量，并對(duì)仿生功能表面的潤濕進(jìn)行測試與分析。此外，本文還對(duì)微凸起表面與鋼球的接觸模型進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與分析，研究微凸起陣列對(duì)試樣表面接觸壓力和接

3、觸面積影響。本文主要得出如下結(jié)論：
　?、变撉驂喝隤DMS時(shí)，表面微凸起陣列可以有效地降低接觸面積，但在微凸起的邊緣處會(huì)產(chǎn)生接觸壓力集中現(xiàn)象。微凸起高度的增加會(huì)導(dǎo)致PDMS表面的接觸壓力增加、接觸面積減??；微凸起面積率的增加會(huì)致使PDMS表面的接觸壓力與接觸面積都減小。
　?、矎?fù)合梯度凸起陣列可以有效地改變?cè)嚇颖砻娴臐櫇裥?，?dāng)PDMS表面為疏水性狀態(tài)時(shí)，表面復(fù)合梯度凸起陣列會(huì)使其表面更加地“疏水”，而當(dāng)PDMS表面為親水性狀