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《Nanoscale》自然的启示——蝉翼仿生材料
2017-10-26 09:55:11 作者:本网整理 来源:材料前沿科技

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    人们常用“薄如蝉翼”用以形容极薄的透明之物。其实这是因为蝉翼表面具有特殊的纳米结构,因此表现出良好的疏水性和透光性。近日,华南理工大学的Heng Xie(第一作者)等人采用一种相对简单的方法对蝉翼复型,以镍片为负模板,通过显微注射压缩成型将蝉翼表面的微结构转录到聚苯乙烯(PS)上。得到的聚苯乙烯仿生材料表面具有排列规律且密集纳米柱,直径约为156nm,水在表面的接触角约为143°,对400至1000nm范围内的光线反射率仅为4%。这种复型的仿生表面不仅具备自然界中蝉翼的纳米结构,还继承了其疏水性和抗反射的性质。原料易得,制备流程相对简单,切作为负模板的镍片在脱模后可以重新使用,为具有微纳结构仿生功能材料的制备提供了新策略。该成果发表在近期《Nanoscale》上。


    1 制备过程


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    ▲图1. 仿生聚苯乙烯复型品的制备过程:

    (a)自然蝉翼的3D模型,(b)导电层的沉积, (c)镍沉积在导电层的表面上, (d) 将作为负模板的镍复型品撕下, (e, f, g)显微注射压缩成型的过程,(h)最终所得的聚苯乙烯的仿生材料表面。


    2 天然蝉翼的表征


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    ▲图2.(a)  天然蝉翼及其(b) SEM和(c) AFM照片;


    (d) 4 μL 的水滴在天然蝉翼表面的接触角;


    (e) 天然蝉翼表面的反射系数


    3 仿生表面的表征


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    ▲图3.聚苯乙烯仿生材料表面的 (a,b)SEM照片和 (c) AFM 照片。


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    ▲图4.天然蝉翼表面的纳米柱高度和PS仿生材料表面的纳米柱高度对比


    参考文献:Xie H, Huang H X, Peng Y J. Rapid fabrication of bio-inspired nanostructure with hydrophobicity and antireflectivity on polystyrene surface replicating from cicada wings[J]. Nanoscale, 2017, 9(33)。

 

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