[特邀报告]抗固体粘附涂层的仿生设计与制造

抗固体粘附涂层的仿生设计与制造
编号:201 稿件编号:232 访问权限:仅限参会人 更新:2025-04-16 17:25:19 浏览:34次 特邀报告

报告开始:2025年05月11日 13:30 (Asia/Shanghai)

报告时间:20min

所在会议:[K] 表面超疏水防除冰技术论坛 » [K2] 下午场

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摘要

表面污染物引发的粘附问题阻碍了人们获取清洁的卫生间设施、卫生医疗器具和高效能源传输系统。这些问题广泛存在于工业、医疗和家居领域的各类界面——污染物通过粘附作用严重破坏经过精密设计的表面结构。反观自然界,从鸭羽、荷叶、跳虫表皮、猪笼草叶缘到众多昆虫/动物体表,生物界为保持表面清洁提供了丰富范例。这些案例揭示了防污(尤其是固体排斥)材料设计中的共性原理。鉴于不同应用场景下表面污染物类型的复杂性,探索天然表面排斥固体的机制并开发高效防污涂层具有重要意义。

受领航鲸皮肤启发,本研究报道了一种可有效排斥多种固体污染物的固液双疏涂层设计。例如,该涂层的冰粘附强度低于1千帕,较现有最先进防冰材料降低至少两个数量级。此外,我们提出通过将部分交联的润滑链整合入耐久性聚合物基体,显著提升涂层机械耐久性的创新策略。特别研发的部分交联全疏性聚氨酯(omni-PU)涂层,可有效排斥涵盖液相与固相的多种污染物。该涂层的抗循环磨损能力较现有最先进超滑表面提升一个数量级。通过融合经典润湿理论与摩擦学模型,我们提出了适用于耐磨聚合物涂层的新材料设计参数(抗磨损参数KAR)。这种兼具机械耐久性与广谱防污性能的特性,使此类涂层在风电叶片、热交换器、防污机器人等工业与医疗领域展现出广阔应用前景。

关键字
防除冰,仿生界面,仿生制造,界面粘附
报告人
王京
副教授 上海交通大学

稿件作者
王京 上海交通大学
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