基于貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面制備技術(shù)研究.pdf

1、船舶污損生物問題是人類自接觸海洋以來就一直存在的復(fù)雜問題，污損生物的附著會增大船舶負(fù)載，降低船速、增加燃油消耗并且對海洋生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅，如果得不到控制將會嚴(yán)重影響船舶性能。日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)使有毒防污涂料遭到淘汰，探索環(huán)境友好型防污方法已成為趨勢。通過調(diào)控材料表面微結(jié)構(gòu)可以達(dá)到不同的防污效果，本文從仿生角度出發(fā)，以具有不同表面微結(jié)構(gòu)的海洋貝殼為仿生對象，使用高分子聚合物材料制備具有貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面，為基于貝殼表面微結(jié)構(gòu)

2、防污方法研究奠定基礎(chǔ)。
　　 選用日本鏡蛤、加夫蛤、華貴櫛孔扇貝、青蛤和錐形光殼蛤這5種防污能力不同的貝殼為仿生對象，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為陰模材料，環(huán)氧樹脂E44和聚氨酯PU膠分別為陽模材料，采用生物復(fù)制成型方法制備出具有貝殼表面微結(jié)構(gòu)的仿生表面。
　　 為了研究環(huán)氧樹脂和聚氨酯復(fù)型精確性，以及比較這兩種材料制備的貝殼仿生表面的優(yōu)劣，利用三維表面輪廓測量設(shè)備對貝殼及仿生模板的表面形貌進(jìn)行了測量。采用雙正交小波變

3、換對所測形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去除表面形狀誤差。
　　 選用表面平均粗糙度Sa，均方根Sq，表面峭度Stdi，表面十點(diǎn)不平整值Sz，谷峰距Sy以及表面紋理指數(shù)Stdi這6個參數(shù)來評價貝殼及其仿生表面表面形貌的相似度。繪制出貝殼及仿生表面各個相應(yīng)測量部位的微觀形貌圖。
　　 分析結(jié)果表明：環(huán)氧樹脂材料制備出的仿生表面，其形貌參數(shù)與5種貝殼實(shí)際表面粗糙度參數(shù)相對誤差較小，基本都在10％以下，可以說明環(huán)氧樹脂材料可以較精確復(fù)型貝殼