相对湿度对仿生纳米薄膜黏附的影响

摘要

受壁虎黏附能力的启发,本文首先分析了基底上的水膜对仿生纳米薄膜黏附的影响.当环境相对湿度较小时,基底上吸附一层单分子厚度的水膜,此时,水膜与基底间的分离压力表现为很强的吸引力从而能增强纳米薄膜与基底间的黏附.随着相对湿度的增加,水膜逐渐增厚最终凝聚成水滴.当纳米薄膜通过水滴与基底接触时,在水滴表面张力作用下纳米薄膜很容易发生弯曲变形将水滴包裹.此时,水滴产生的毛细力表现为斥力,并且总的黏附力随水滴体积的增大而减小.本文结论分别与Huber 等人(2005 )和Sun等人(2007 )的实验发现是一致的.该研究对人工仿生黏附系统的设计有一定的指导作用.