声明
第1 章 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 液体控制功能材料分类
1.2.1 海水淡化功能材料
1.2.2 集雾功能材料
1.2.3 液滴定向输运功能材料
1.2.4 油水分离功能材料
1.3 液控行为的基本机理
1.3.1 海水淡化基本机理
1.3.2 集雾功能基本机理
1.3.3 液滴定向输运基本机理
1.3.4 润湿性基本机理
1.4 仿生学启示
1.5 本文的研究内容
第2 章 光热驱动仿蝶翅海水淡化材料研究
2.1 引言
2.2 仿生海水淡化材料的设计制备
2.2.1 仿生学设计
2.2.2 制备方法
2.3 仿生海水淡化材料结构及成分表征
2.3.1 微观结构表征
2.3.2 元素分布分析
2.4 仿生海水淡化材料的性能测试
2.4.1 全角度广谱光吸收特性表征
2.4.2 热管理效率表征
2.4.3 水运输能力表征
2.4.4 室内模拟太阳光下光热蒸汽转化效率测试
2.4.5 室内暗环境下蒸汽转化效率测试
2.4.6 室内模拟太阳光下对比测试聚吡咯微片结构和聚吡咯微球结构的蒸汽转化效率
2.4.7 室内模拟太阳光下光热蒸汽转化过程中去盐能力表征
2.4.8 室外晴天自然光照下光热蒸汽转化效率测试
2.5 仿生海水淡化材料表面的稳定性测试
2.5.1 力学特性分析
2.5.2 耐磨损表征
2.5.3 抗强紫外线老化测试
2.6 仿生海水淡化材料大规模应用可行性分析
2.7 本章小结
第3 章 仿蝶翅集雾材料研究
3.1 引言
3.2 蝴蝶原型及其翅面的跨尺度表征
3.2.1 宏观形貌及翅鳞微观结构表征
3.2.2 翅鳞表面类蜂窝状结构显微表征
3.2.3 类蜂窝状结构化学成分分析
3.3 仿蝴蝶集雾复合材料的设计制备及其性能研究
3.3.1 仿生柱状阵列结构的生物模板法仿生制备
3.3.2 仿生柱状阵列结构的显微表征及化学成分分析
3.3.3 仿生柱状阵列结构表面的润湿特性
3.4 仿蝶翅集雾材料的性能测试
3.4.1 模拟喷雾装置的搭建
3.4.2 集雾性能测试结果与分析
3.5 仿蝶翅集雾材料的超亲水自主集雾机理
3.6 仿蝶翅集雾材料的减反射性能测试
3.6.1 光学性能测试与分析
3.6.2 仿蝶翅材料对太阳能电池效率的提升
3.6.3 多重减反射机理分析
3.7 本章小结
第4 章 仿刚毛液滴定向输运材料研究
4.1 引言
4.2 透翅蝶原型及其刚毛液滴定向输运行为研究
4.2.1 透翅蝶及刚毛微观结构表征
4.2.2 刚毛结构的3D 可视化模型构建
4.2.3 刚毛化学成分分析
4.2.4 刚毛集雾及液滴定向输运行为观察
4.3 刚毛液滴定向输运特性机理分析
4.3.1 刚毛表面雾汽成核现象
4.3.2 刚毛表面液滴接触角滞后行为
4.3.3 刚毛疏水处理后的液滴输运行为
4.3.4 刚毛疏水粘附性棘轮结构的液滴定向输运特性分析
4.4 仿刚毛液滴定向输运材料的设计制备
4.5 本章小结
第5 章 仿蝶翅油水分离复合材料研究
5.1 引言
5.2 蝴蝶原型及其翅面润湿特性分析
5.2.1 翅鳞分级结构表征
5.2.2 蝶翅表面超疏水特性
5.2.3 蝶翅表面去油污特性
5.2.4 蝶翅油水分离试验
5.2.5 蝶翅油水分离行为机理分析
5.3 仿蝴蝶翅鳞油水分离复合材料的设计制备
5.4 仿生油水分离复合材料的性能及机理分析
5.4.1 微观结构表征
5.4.2 化学成分分析
5.4.3 表面润湿特性表征
5.4.4 去油污特性表征
5.4.5 油水分离效率及耐久性测试
5.4.6 仿生油水分离材料浸润性机理分析
5.5 本章小结
第6 章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录 1 攻读博士学位期间取得的学术成果
附录 2 攻读博士学位期间获得的荣誉奖励
附录 3 攻读博士学位期间参与科研项目情况
致 谢
吉林大学;
