具有自清洁和红外隐身双功能微纳米复合表面结构的研究

双疏自清洁材料

       双疏自清洁材料，是指对水和油性液滴具有排斥作用，接触角大于90度的界面材料。
根据仿生学的原理，构建类似于荷叶表面的微纳米复合结构，可以得到具有双疏自清洁性的表面。其中，表面接触角和自清洁原理图如图二所示。

利用溶胶-凝胶法或其他液相、气相沉积法，可以得到可控的如图四所示的一类微纳米空间复合结构，使之同时具备超疏水和疏油特点（接触角测量仪如图三所示），达到清洁、耐磨、抗老化和抗腐蚀的特殊要求。

红外隐身材料的研究

       本实验室也致力于红外隐形材料的研究，构建如图五所示的金属半导体微纳米复合构型，其中，沟壑状结构对红外光反射的减弱来自于改变镜面反射的方向，而加上纳米棒之后对红外反射的减弱主要来自于纳米棒对光的散射作用。SEM图像如图七所示。通过条件的控制和优化，可以实现在整个红外波段的增强吸收，从而有更低的光学反射率，结果见图六。这在军事上有十分重要的意义。同时，在表面涂上改性活性材料，在进一步减少反射的同时，可以同时提高材料本身的自清洁，抗老化性能。

  图一 荷叶结构的微观机构及疏水性             图二 接触角示意图与自清洁示意图

图三 SL200A 标准型光学接触角测定仪（实验室所有）         图四 氧化锌的花状微纳米结构 

  

图五 红外隐形剖面原理示意图                         图六 红外反射谱     

图七 蠕虫状微米结构（左）微纳米复合结构（中）与氧化锌纳米结构（右）的SEM图像