[发明专利]一种基于形状记忆效应的可逆固固-固液粘附一体材料及其制备和粘附调控方法

说明书

一种基于形状记忆效应的可逆固固‑固液粘附一体材料及其制备和粘附调控方法，属于材料表面调控技术领域。所述材料包括响应弯曲基底、固体粘附层和液体粘附层，所述固体粘附层和液体粘附层在响应弯曲基底的两侧，所述响应为热响应、光响应和电响应，所述固体粘附层为PDMS、聚氨酯或环氧树脂薄膜中的一种。通过将固体粘附层、响应弯曲基底、液体粘附层结合，可以使用多种响应方式、多种调控机理实现在同一材料的两侧分别实现对固体和液体粘附的调控。相比于文献中报道的可逆粘附材料，本发明可以实现可逆粘贴到大多数物体上，同时改变被粘物体表面的液体粘附，并对液体粘附进行调节。

技术领域

本发明属于材料表面调控技术领域，具体涉及一种基于形状记忆效应的可逆固固-固液粘附一体材料及其制备和粘附调控方法。

背景技术

大自然中有许多与液体粘附相关的生物，如超疏水低粘附的荷叶，超疏水高粘附的玫瑰花瓣，超润滑低粘附的猪笼草。人们通过仿生制备了许多超浸润材料，由此可以改变物体表面液体粘附，用于自清洁、防尘、防雾、防冰等领域。人们也发明了可逆液体粘附材料，通过对材料施加某种刺激，可以改变材料表面液体粘附，使材料可以应用于雾滴收集、液滴操纵、液体运输等更广泛的领域。

但是由于调控液体粘附往往需要引入微结构和化学响应分子，使其只能在特定材料表面实现对液体粘附的调控，限制了材料的应用范围。因此人们期望将其与固体粘附结合，使可逆液体粘附材料可以粘贴在任意固体表面，以实现对任意固体表面液体粘附的调节。目前人们已经制备的固固-固液粘附一体材料，可以实现一侧水下固体高粘附，另一侧水下油低粘附，以应用于水下器件防油污等领域。但是该种粘附材料的固体粘附和液体粘附均无法进行调控，这严重限制了材料的应用领域和应用范围。因此需要一种可逆固固-固液粘附一体材料，以在任意固体表面均可以实现对液体粘附的调控，并且自身与固体表面之间可以可逆粘贴-分离，使其可以循环使用，提高材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有液体粘附调控材料应用范围小的问题，提供一种基于形状记忆效应的可逆固固-固液粘附一体材料及其制备和粘附调控方法。

本发明通过使用响应弯曲基底作为可逆调控的基础，通过在弯曲基底一侧制备固体粘附层，固体粘附层为具有一定粘附性的聚合物，如PDMS，聚氨酯。通过基底的响应弯曲改变固体粘附层与固体之间的接触面积，从而调控固体粘附；另一侧制备液体粘附层，液体粘附层为具有一定粗糙度的微结构。通过基体的弯曲改变微结构的形态，改变液体在材料表面的接触状态，从而对液体粘附进行调控。因此本发明主要分为四部分，即固体粘附层、响应弯曲基底、液体粘附层的制备及三层的组合。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于形状记忆效应的可逆固固-固液粘附一体材料，所述材料包括固体粘附层、响应弯曲基底和液体粘附层，所述固体粘附层和液体粘附层一体成型在响应弯曲基底的两侧，所述响应为热响应、光响应和电响应，所述固体粘附层为PDMS、聚氨酯或环氧树脂薄膜中的一种；所述响应弯曲基底能够调控固体粘附和液体粘附，还起到增强固体粘附的作用。

一种上述的基于形状记忆效应的可逆固固-固液粘附一体材料的制备方法，所述方法具体为：

步骤一：固体粘附层的制备，具体有如下三种方式：

方式一：PDMS薄膜

将PDMS和固化剂按照10：0.2～1.5的质量比混合均匀后，倒入模具中或者两个玻璃片之间，固化后脱模制成PDMS薄膜；

方式二：聚氨酯薄膜