● 摘要
固体表面的粘附性质是界面材料非常重要的性质之一。具有不同粘附性质的材料由于在日常生活及工农业生产中的广泛应用而引起了越来越多的关注。自然界中的生物进过几十亿年的进化，已经具备近乎完美的浸润性质（比如荷叶表面的自清洁性质、玫瑰花瓣表面的超疏水高粘附性质）。这些生物表面的特殊粘附性质为我们设计合成功能材料提供了灵感。本论文从具有特殊浸润性的生物表面出发，研究其特殊浸润性的机理以及仿生制备具有特殊固液粘附性质的界面材料。主要研究成果如下：
1.通过化学浸泡法和物理剥除法改变桃皮表面的化学组成和微观形貌，对桃皮表面准超疏水高粘附性质产生的原因进行了探究。研究表明，水滴在桃皮表面以Wenzel和Cassie共存态存在，桃皮绒毛表面含有亲水多糖，长绒毛刺入到水滴中，表面的亲水多糖和水滴之间的相互作用使得桃皮表面具有高粘附性质；绒毛表面同时含有蜡质，在蜡质和表面微纳复合结构的共同作用下，桃皮表面具有准超疏水的性质。桃皮表面准超疏水高粘附性质能够使得桃皮远离失水、紫外光、日光等带来的损伤。对桃皮表面超疏水高粘附性质的研究能够为智能可控的界面材料提供设计思路。
2. 随着海洋石油污染事件的增多，设计水下超疏油自清洁的复合材料引起了越来越多的关注。我们从自然界中螃蟹钳子部位绒毛的水下自清洁性质得到灵感，提出了一种制备水下超疏油自清洁复合材料的方法。通过将电纺和光引发原位聚合法结合起来，在聚乙烯醇和壳聚糖的纺丝纺锤表面聚合N-异丙基丙烯酰胺，得到具有三维网状交联结构的界面材料。水下油滴接触角实验表明仿螃蟹绒毛表面具有水下超疏油自清洁性质，而且超疏油性质在长时间能够保持稳定。分析认为在电纺表面聚合上的PNIPAAm使表面形成多孔交联结构，水分能够进入到材料内部形成水膜，水膜被三维网状交联结构固定在材料内部，从而稳定了表面截留的水分子，使得该复合材料呈现出稳定的超疏油、低粘附性质。