仿生Slippery PDMS薄膜，具有类似于体微结构，用于防雾和自清洁

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:02
文章英文标题
Biomimetic Slippery PDMS Film with Papillae-Like Microstructures for Antifogging and Self-Cleaning
正文
具有防雾和自清洁能力的透明材料对于户外太阳能电池器件的应用，缓解性能损失和维护成本具有极其重要的意义。本文从自然界的反润湿表面出发，采用普通紫外光刻结合软复制的方法，设计了受荷叶启发的规则乳头状微结构阵列( PMAs )。随后，通过注入疏水性液体润滑剂，成功地制备了由投料器植物激发的仿生滑性聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜( BSPF )。生成的表面具有疏水的表面化学、一个滑润的界面、PMAs结构。实验研究了PMAs基BSPF的润湿性、光学特性、防雾性能和自清洁能力。该薄膜具有优异的光学透过率、增透、防雾、自清洁等性能，优于平板PDMS薄膜( FPF )，其平均反射率由FPF的11.3 %降低到BSPF的8.9 %。此外，梯度喷雾120 s后，BSPF表面的防雾效率接近100 %，而平板PDMS膜( FPF )、仿生PDMS膜( BPF )和平板滑移PDMS膜( FSPF )的防雾效率分别为35 %、70 %和85 %。此外，我们还发现BSPF表面对多种液体的自清洁性能优于固体粉尘。
文章内容（英文）
Transparent materials with antifogging and self-cleaning ability are of extreme significance for utilization in outdoor solar cell devices to alleviate the performance loss and maintenance costs. Herein, with inspiration from the anti-wetting surfaces in nature, regular papillae-like microstructure arrays (PMAs) inspired by lotus leaves were designed via a common UV lithography combined with a soft replication. Subsequently, the biomimetic slippery polydimethylsiloxane (PDMS) film (BSPF) inspired by the pitcher plant was fabricated successfully by infusing with hydrophobic liquid lubricant. The resultant surface has hydrophobic surface chemistry, a slippery interface, PMAs structure. The wettability, optical characteristic, antifogging property and self-cleaning ability of the PMAs-based BSPF were characterized experimentally. The film displays excellent optical transmittance, antireflection, antifogging, and self-cleaning properties, which is superior to the flat PDMS film (FPF). Remarkably, an average reflection of ∼11.3% in the FPF was reduced to ∼8.9% of the BSPF. In addition, after gradient spray test for 120 s, the antifogging efficiency was close to 100% for the BSPF surface in comparison with the flat PDMS film (FPF), biomimetic PDMS film (BPF) and flat slippery PDMS film (FSPF) (35%, 70% and 85%). Furthermore, we also discovered that the BSPF surface exhibited a better self-cleaning performance toward a variety of liquids than solid dust.
来源出处
Journal|[J]CoatingsVolume 11, Issue 2. 2021. PP 238-238
DOI
https://doi.org/10.3390/COATINGS11020238

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