项目名称: 具有“水下超疏水”功能表面的结构、组成综合设计以及防污性能研究

项目编号: No.21474117

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 分析化学

项目作者: 徐坚

作者单位: 中国科学院化学研究所

项目金额: 90万元

中文摘要: 材料表面防污一直以来都是一个研究难点。开发绿色、高效、广谱化的防污新方法和新途径是该领域发展的热点和风向标。本申请课题以水下超疏水为创新思路和基础科学问题研究的出发点-利用水下固-液两相间的空气滞留层隔绝污损物与表面的接触,从而达到防污目的。 紧紧抓住表界面结构与组成两大基本要素作为设计源头-利用模板法构筑粗糙度可控的微结构表面,进一步用氟硅烷对微结构内部进行疏水化处理,顶部进行局部紫外辐照做亲水化处理,获得水下能够稳定保持空气滞留层的微结构表面;对微结构表面进行化学组成优化设计,将防污功能基团修饰到微结构上,获得结构、组成双重防污的功能表面,并考察结构、组成两大因素的协同效应。拟通过合理的结构与组成设计,制备综合性能优异、广谱防污表面。预期通过本课题研究,为探索制备防污功能表面提供新思路,加强对表界面结构、组成因素与防污功能之间相关性的理解和规律性的掌控。

中文关键词: 表界面;防污功能;空气滞留;结构;组成

英文摘要: Investigation on antifouling surfaces is a hotspot full of challenges. Since the environmental benignity arouses more and more attentions, it's a new direction in this field to develop novel, efficient, broad-spectrum techniques.In this project, under-water superhydrophobicity is put forward to guide the design of antifouling surfaces. That is, the retentive air layer between the solid and air phases would act as a barrier for the fouling coming to the surface.What's more, construction and composition are considered as two principal factors for antifouling design here. Guided by this, micro-structured surfaces with an under-water air-retention property would be prepared in such a process: 1) micro-structured surfaces with tunable roughness can be prepared with a template-assisted method; 2) fluorinated silane is used to modify the whole structure to make a more hydrophobic structure; 3) the top of the structure would turn into local hydrophilicity under local ultraviolet radiation. Next, the micro-structured surface would be further modified with antifouling chemical groups to obtain an antifouling function both constructively and compositionally. The synergistic effect of these two factors would be investigated in detail. Through this project, excellent antifouling property would be obtained with the integration of construction and composition design. A new method of designing antifouling surfaces and a better understanding of correlation between constructive, compositional factors and final antifouling property are provided.

英文关键词: surface;antifouling;air-retention;construction;composition

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