仿生玫瑰花花瓣的表面微观形貌
2021-10-15王桐桐刘莹刘逸锴
南昌大学学报(工科版) 2021年3期
王桐桐,刘莹,刘逸锴
(南昌大学机电工程学院,江西 南昌 330031)
自然界中很多生物都具有奇特的能力,比如仙人掌能在缺水的沙漠生长[1],荷叶能够出淤泥而不染[2],水黾能在水面行走[3],翼状猪笼草可定向搬运液滴[4-5],科研工作者发现这些生物具有的奇特能力与其表面结构密切相关。这些生物表面具有的独特结构给科研工作者设计功能性表面提供了很多参考,如苏思伟等[6]通过对鱼吸盘唇圈组织法向纤维结构的仿生,设计了仿生鱼吸盘,与原有吸盘相比,具有法向纤维的仿生吸盘吸附力大幅度提升。文献[7]通过模仿树蛙脚趾垫上皮细胞的表面,制备了一系列表面有纳米凹坑的复合微米柱阵列,与没有纳米凹坑的复合微米柱相比,含有纳米凹坑的复合微米柱阵列在湿态条件下表现出了优异的黏附性能。
润湿性是固体表面的重要性质之一,超疏水表面具有的特殊固体表面浸润性在集水[8]、油水分离[9]、流体操控[10]、可逆黏附[11]、发电[12]等领域都具有很高的应用价值[13]。为了得到具有超疏水性质的表面,科研工作者们采用气相沉积法[14]、自组装法[15]、电化学沉积法[16]、相分离[17]等多种方法[18],成功制备了仿生超疏水表面。超疏水表面的研究最终面向工业生产,全球制造业现在已经迎来了以数字化、网络化、智能化为发展方向的深刻变革,因此需要探索一种与数字化制造相结合的仿生超疏水表面设计方法。
玫瑰花花瓣是一种典型的超疏水表面。本文选取玫瑰花花瓣作为研究对象,对玫瑰花花瓣表面进行了观察分析,并对提取到的玫瑰花花瓣表面高程数据分别进行了中值滤波等间距缩减后重构、均值滤波等间距缩减处理后重构。……
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