仿生材料的制備與力學(xué)性能研究.pdf

1、納米技術(shù)和納米材料研究在不斷深入。由于納米材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,在仿生材料制備領(lǐng)域中,微納米仿生材料研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的前沿課題。制備孔徑納米級(jí)的有序多孔薄膜,一直是研究的熱點(diǎn)問題。尤其是這種孔徑可控且有序規(guī)則的微納米多孔薄膜,因?yàn)槠淇赡苡糜谛滦腿斯つI而倍受重視。微納米線陣列材料的出現(xiàn),使得仿壁虎爪等仿生物結(jié)構(gòu)功能的研究熱了起來。
　　本文以人工腎的新型設(shè)計(jì)為背景,用電化學(xué)法制備了陽極氧化鋁納米孔多孔薄膜,并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。設(shè)計(jì)

2、了納米多孔結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能測(cè)試方案,深入地實(shí)驗(yàn)研究了陽極氧化鋁多孔膜的力學(xué)性能。同時(shí),初步將納米多孔膜,應(yīng)用在納米線陣列這種仿壁虎腳部結(jié)構(gòu)功能的干粘結(jié)的制備上。探索了納米線陣列的范德瓦爾斯力測(cè)試方法,測(cè)試了碳納米管線陣列和氧化鋅納米線陣列的范德瓦爾斯附著力及其與預(yù)壓力的關(guān)系。
　　本文主要工作如下: 1)通過電化學(xué)兩步陽極氧化法制備了氧化鋁多孔薄膜材料,對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析和表征。在制備工藝的改進(jìn)使得納米有序結(jié)構(gòu)更有序和可

3、控,運(yùn)用圖像處理方法表征了空隙率。納米孔徑大小均勻,膜胞基本上呈中心正六邊形排列規(guī)則,孔洞沿厚度方向相互平行,且垂直樣品的表面?？梢愿鶕?jù)應(yīng)用背景的不同,確定適當(dāng)?shù)脑嚇又苽涔に嚄l件,制備不同厚度、不同孔徑大小的納米多孔模板。 2)納米多孔薄膜的力學(xué)性能對(duì)其應(yīng)用有重要意義,由于具有幾何上是毫米-微米-納米的大跨尺度的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),理論分析和數(shù)值模擬都非常困難。
　　本文用實(shí)驗(yàn)方法研究了其力學(xué)性能。首先,設(shè)計(jì)了一套微納米薄膜的鼓膜測(cè)試裝置,