[发明专利]一种制备具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的方法

说明书

本发明涉及水下光学窗口防污的方法，具体为一种制备具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的方法。首先将聚二甲基硅氧烷(PDMS)低聚物与固化剂混合制备交联的PDMS网络结构，然后将PDMS网络结构浸入正构烷烃中，进而形成仿生超滑表面。该仿生超滑表面的润滑油膜消失后，会重新生成润滑油膜，且可以抑制细菌附着和水下具有高透光率。该发明制备方法简单，设备简单，所用试剂无环境危害，可重复性高。

技术领域

本发明涉及水下光学窗口防污的方法，具体为一种制备具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的方法。

背景技术

海洋微生物在水下光学窗口的生长和积累，会降低其透光率，进而影响水下光学传感器的精度及准确数据的获得，大大缩短它们的使用寿命。因此，科学家已研发出多种防治生物污损的方法。这些方法包括物理清除法、化学防污涂料法、光催化法等方法，但它们具有耗能多、污染重、不能及时防治污损等缺点，大大限制它们在实际中的应用。

为解决以上问题，仿生防污法作为一种新兴的防污方法受到很多研究者的关注。在2011年哈佛大学的Aizenberg研究小组首次基于猪笼草的结构制备出一种具有疏液能力的仿生超滑表面。这种传统的超滑表面是通过在多孔基质中注入润滑油而制得，但其界面受到较大破坏时会导致界面润滑油膜的破坏，进而导致表面超滑作用不复存在。

发明内容

本发明目的是提供一种制备具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种制备具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的方法，首先将聚二甲基硅氧烷(PDMS)低聚物与固化剂混合制备交联的PDMS网络结构，然后将PDMS网络结构浸入正构烷烃中，进而形成仿生超滑表面。

具体为：

1)交联聚二甲基硅氧烷(PDMS)的制备：将聚二甲基硅氧烷低聚物与固化剂按质量比10-12:1的方式混合，混合后搅拌均匀，而后离心去除气泡，离心后于80-100℃下固化10-12h，待用；

2)仿生超滑表面的制备：将上述获得交联聚二甲基硅氧烷沉浸到正构烷烃中，于80-160℃浸泡1-16h，而后取出溶胀的PDMS冷却至室温，即形成仿生超滑表面。

所述聚二甲基硅氧烷低聚物为含有短链不饱和烷烃基(乙烯基、丙烯基等)封端聚二甲基硅氧烷低聚物(例如Dow,Sylgard 184制备使用的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷低聚物)；所述固化剂为含有三甲基硅烷基封端聚(二甲基硅氧烷-co-甲基氢硅氧烷)与2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷等的混合物(例如Dow,Sylgard 184制备使用的固化剂)；所述正构烷烃为正十二烷、正十四烷或正十六烷。

所述步骤1)中聚二甲基硅氧烷低聚物与固化剂混合后搅拌混合物15-30min，待混合液中充满气泡，停止搅拌；然后将混合液以4000-6000rpm的速度离心4-6min，去除混合液中的气泡；随后将离心后的混合液倒入模具中，固化后切割，待用。

一种具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面，按所述方法制备获得具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面。

一种具有自修复性能的高透光率的仿生超滑表面的应用，所述仿生超滑表面在水下窗口防污领域中的应用。

本发明所具有的优点：

本发明仿生超滑表面通过膨胀的PDMS网络释放出长链正构烷烃实现润滑油膜的自修复，并且该超滑表面可以抑制细菌附着和水下具有很高的透光率。本发明仿生超滑表面制备方法简单，设备简单，所用试剂无环境危害，可重复性高。

附图说明