| 具有“荷叶效应”的硅基仿生表面的制备及其微摩擦性能 |
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| 引用本文： | 范细秋,赵晓栋,张鸿海. 具有“荷叶效应”的硅基仿生表面的制备及其微摩擦性能[J]. 纳米技术与精密工程, 2010, 8(4) |
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| 作者姓名： | 范细秋 赵晓栋 张鸿海 |
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| 作者单位： | 1. 浙江海洋学院机电工程学院,舟山,316000
2. 华中科技大学微系统中心,武汉,430074 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目，浙江省优先主题国际科技合作项目 |
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| 摘 要： | 用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观测了荷叶表面的双微观结构,即特征尺度在10μm左右的微米乳突和直径为50～100 nm的纳米蜡质晶体.提出了制备具有"荷叶效应"的硅基仿生表面的两种方法,一是将表面制有特征尺度为100 nm左右纳米结构的硅片进行硅烷化疏水处理,仅制作了纳米结构,部分模拟了"荷叶效应;"另一种方法是将表面制有特征尺度为10μm左右微米结构的硅片进行烷基烯酮二聚体(AKD)化处理,该方法获得了具有双微观结构的仿生表面,比较完整地模拟了"荷叶效应."微摩擦性能测试结果表明光滑硅片微观摩擦系数为0.08～0.10,而具有120 nm～25μm微结构的硅片微观摩擦系数为0.04～0.07;具有特征尺度为200 nm线条阵列的粗糙区平均黏附力与光滑区平均黏附力之比为0.59.硅基仿生表面有利于降低摩擦系数和减小黏附,"荷叶效应"对于微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)防黏减摩具有一定的潜在应用价值.
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| 关 键 词： | 微机电系统（MEMS） 荷叶效应 微摩擦 |
Fabrication and Micro Tribological Performance of Bionic Silicon Surfaces with Lotus Effect |
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| FAN Xi-qiu,ZHAO Xiao-dong,ZHANG Hong-hai. Fabrication and Micro Tribological Performance of Bionic Silicon Surfaces with Lotus Effect[J]. Nanotechnology and Precision Engineering, 2010, 8(4) |
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| Authors: | FAN Xi-qiu ZHAO Xiao-dong ZHANG Hong-hai |
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| Affiliation: | 1.College of Electromechanical Engineering; Zhejiang Ocean University; Zhoushan 316000; China; 2.Institute of Micro-Systems; Huazhong University of Science and Technology; Wuhan 430074; China); |
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| Abstract: | The binary microstructure on lotus surface,including the micro mastoids with feature size around 10 μm and nano wax crystals with diameter of 50—100 nm,was investigated using scanning electron microscope(SEM),and two fabrication approaches for bionic silicon surfaces with lotus effect were proposed.One approach was surface texturing with nanoscale structures whose feature size was about 100 nm,plus coating with silane,in which lotus effect was partially mimicked.The other was surface texturing with microsca... |
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| Keywords: | micro electro mechanical system（MEMS） lotus effect micro tribology |
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