Studie av superhydrofoba biomimetiska ytor

Materialens ytegenskaper är mycket viktiga och forskare försöker få fram materialytor med erforderliga egenskaper med alla möjliga metoder. Med utvecklingen av bionisk ingenjörskonst ägnar forskare en ökad uppmärksamhet åt biologiska ytor för att förstå hur naturen kan lösa tekniska problem. De omfattande undersökningarna på biologiska ytor har visat att dessa ytor har många ovanliga egenskaper. "Lotus-effekten" är ett typiskt fenomen som natural ytstruktur som ritning används för att designa och tillverka tekniska materialytor. Lotusytans binära mikrostruktur ger superhydrofobicitet, som kan anpassa sig till miljöförhållanden väl. Under de senaste åren har den superhydrofoba biomimetiska ytans har studerats omfattande på grund av nödvändigheten av självrengörande material, mikrovätskeanordningar och andra.

De bioinspirerade superhydrofoba ytorna framställs med många metoder enligt fysikaliska och kemiska principer, såsom litografi, mallmetod, sublimering, elektrokemiska metoder, skikt-för-skikt-metoder, bottom-up-metod för tillverkning av nano-arrayer och så vidare . Men forskare tillverkar vanligtvis hydrofoba filmer på metallmaterial och oorganiska materialytor med den stabila kemiska egenskapen. Följaktligen undersöks reaktiv metall och deras legeringsytor sällan. Magnesium är ett av de lättaste tekniska materialen. Således förväntas det att magnesium och dess legeringar kommer att användas i flyg-, flyg-, bil- och järnvägstillämpningar.

En hydrofob beläggning skulle vara en lovande teknik för att förbättra ytprestandan. Jiang et al.[1] tillverkade en superhydrofob biomimetisk yta på en Mg-Li-legering genom kemisk etsning, följt av nedsänknings- och glödgningsprocesser med användning av fluoralkylsilan (FAS) molekyler. Likaså Ishizaki et al. [2] skapade en superhydrofob yta på en magnesiumlegering genom nedsänkning i en vattenlösning av ceriumnitrat (20 min). Jun et al. [3] skapade en stabil biomimetisk superhydrofob yta på magnesiumlegering tillverkad genom mikrobågeoxidationsförbehandling och följt av kemisk modifiering baserad på lotuseffekt. Li et al. [4] preparerade magnesiumtunna filmer genom förspänningsmagnetronförstoftning.

Superhydrofob biomimetisk
[1] Liu KS, Zhang ML, Zhai J, et al. Bioinspirerad konstruktion av Mg-Li-legeringsytor med stabil superhydrofobicitet och förbättrad korrosionsbeständighet. Appl Phys Lett, 2008, 92: 183103
[2] Ishizaki T, Saito N. Snabb bildning av en superhydrofob yta på en magnesiumlegering belagd med en ceriumoxidfilm genom en enkel nedsänkningsprocess vid rumstemperatur och dess kemiska stabilitet. Langmuir, 2010, 26: 9749–9755
[3]Jun LA, Guo ZG, Fang J, et al. Tillverkning av superhydrofob yta på magnesiumlegering. Chem Lett, 2007, 36: 416–417
[4]Xiang X, Fan GL, Fan J, et al. Porös och superparamagnetisk magnesiumferritfilm tillverkad via en prekursorrutt. J Alloy Comp, 2010, 499: 30–34.