一种空气油下都能实现表面粘附力调控的方法

1.本发明涉及一种表面粘附力调控的方法，具体涉及一种在空气油下都能实现表面粘附力调控的方法。背景技术：2.具有智能粘附性的超疏水表面在微流体系统、材料科学和生物技术等方面中具有重要的应用。目前有关表面粘附性调控的研究都只发生在单一环境中，如在空气中水滴的粘附性调控。在空气条件下进行微液滴反应，蒸发造成的水滴损失往往是不可避免的，但这种缺陷在油中很容易避免。技术实现要素：3.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，该方法能够在复杂环境中实现表面的附着力控制。4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，包括如下步骤：步骤一、在具有紫外光响应的具有微纳米结构的表面上进行氟硅烷修饰，通过加热使氟硅烷在表面更均匀，其中：所述具有紫外光响应的具有微纳米结构的表面为二氧化钛；所述加热温度为90℃，时间为15~25分钟；步骤二、将氟硅烷修饰后的表面放在紫外光下，通过控制紫外光照的时间和加热的方式实现表面在空气和油下的粘附性调控，具体粘附性调控方法如下：（1）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在紫外光下照射60~70分钟，使其表面附着力由低黏附状态转变为高黏附状态；100℃加热115~125分钟，其表面附着力由高黏附状态转变为低黏附状态，由此实现空气中表面高低黏附转变；（2）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在紫外光下照射90~100分钟，使其油下表面附着力由低黏附状态转变为油下高黏附状态；在100℃加热55~65分钟，其油下表面附着力由高黏附状态转变为低黏附状态，由此实现油下表面高低黏附转变；所述油包括正己烷在内的各类烷烃以及石油醚、苯、汽油等多种有机溶剂。5.相比于现有技术，本发明具有如下优点：1、制备工艺简单，涉及步骤简便。6.2、表面具有的粗糙微纳米结构能够较好的展现超疏水效果。7.3、本发明在空气和油下均能够实现表面粘附性调控。附图说明8.图1为空气下水滴超低黏附示意图；图2为油下水滴超低黏附示意图；图3为空气下水滴高黏附示意；图4为油下水滴高黏附示意。具体实施方式9.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。10.本发明提供了一种空气油下都能实现水滴表面粘附力调控的方法，所述方法的具体步骤如下：步骤一、将纯度99.7%的钛片进行裁剪，并且依次在丙酮、酒精和蒸馏水中进行超声波清洗，然后在hf、hno3和h2o（体积比=1:4:5）的混合溶液中进行化学抛光。11.步骤二、将步骤一制备好的钛片进行阳极氧化。阳极氧化在室温下在以钛片为工作电极和铂片作为对电极的双电极电池中，在40 v的电压下氧化3小时得到tio2纳米薄膜，然后立即用大量去离子水冲洗并在空气中干燥。12.步骤三、将步骤二制备的tio2纳米薄膜在空气中以5℃min-1的升温速率在350℃下退火1 h，然后在350℃保持1小时，之后进行降温。13.步骤四、当温度达到室温时，将tio2薄膜表面进一步保持在150℃约1小时，然后冷却。14.步骤五、将步骤四所得tio2薄膜表面用氟硅烷进行气相修饰，具体步骤如下：将tio2薄膜表面放在真空干燥器中，用表面皿盛放两滴氟硅烷，进行抽真空，放置12小时后90℃加热20分钟。15.步骤六、将氟硅烷修饰后的tio2薄膜表面放在紫外光（18毫瓦每平方厘米）下，通过控制紫外光照射时间和加热的方法实现tio2薄膜表面在空气和油（正己烷）下粘附性的调控，具体调控方法如下：（1）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在室温下紫外光下照射65分钟，其表面附着力由低黏附状态转变为高黏附状态；在100℃加热120分钟，其表面附着力由高黏附状态转变为低黏附状态，由此实现空气中表面高低黏附转变；（2）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在室温下紫外光下照射95分钟，使油（正己烷）下表面附着力由低黏附状态转变为高黏附状态；在100℃加热60分钟，其油下表面附着力由高黏附状态转变为油下低黏附状态，由此实现油下表面高低黏附转变。16.上述方法制备了一种纳米结构的超疏水tio2纳米管薄膜，并展示了基于tio2的光响应性对空气和油中表面附着力的智能控制，tio2在紫外光照射下会发生电子跃迁产生氧空穴从而分解表面的有机物，并产生水分子和羟基增强表面对水滴的粘附性。通过简单的氟硅烷分子修饰后获得了超疏水表面，利用简单的紫外光照射得到空气和油环境下的高黏附表面。紫外线照射在空气和油中都能导致表面附着力转变为高粘合状态，但所需的紫外线照射时间不同，并且通过加热的方式实现表面在空气和油下的粘附性高低转变。17.由图1和图2可知，表面在空气和在正己烷下都是低黏附，水滴在表面丝毫不沾。图3和图4为紫外光照不同时间后的表面水滴状态，由图3和图4可以看出，紫外光照射后水滴在表面变为高黏附。18.本发明除了使用tio2薄膜作为表面，还可以使用其他具有紫外光响应的表面如氧化锌、二氧化硅等，通过氟硅烷的修饰和紫外光照射的方法实现表面在油下和空气中的粘附性调控。技术特征：1.一种空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一、在具有紫外光响应的具有微纳米结构的表面上进行氟硅烷修饰，通过加热使氟硅烷在表面更均匀；步骤二、将氟硅烷修饰后的表面放在紫外光下，通过控制紫外光照的时间和加热的方式实现表面在空气和油下的粘附性调控。2.根据权利要求1所述的空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，其特征在于所述步骤一中，具有紫外光响应的具有微纳米结构的表面为二氧化钛表面。3.根据权利要求1所述的空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，其特征在于所述步骤一中，加热温度为90℃，时间为15~25分钟。4.根据权利要求1所述的空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，其特征在于所述步骤二中，粘附性调控方法如下：（1）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在紫外光下照射60~70分钟，使其表面附着力由低黏附状态转变为高黏附状态；在100℃加热115~125分钟，其表面附着力由高黏附状态转变为低黏附状态，由此实现空气中表面高低黏附转变；（2）将氟硅烷修饰后的表面置于空气中，在紫外光下照射90~100分钟，使其油下表面附着力由低黏附状态转变为高黏附状态；在100℃加热55~65分钟，其油下表面附着力由高黏附状态转变为低黏附状态，由此实现油下表面高低黏附转变。5.根据权利要求1或4所述的空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，其特征在于所述油为烷烃、石油醚、苯或汽油。技术总结本发明公开了一种空气油下都能实现表面粘附力调控的方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、在具有紫外光响应的具有微纳米结构的表面上进行氟硅烷修饰，通过加热使氟硅烷在表面更均匀；步骤二、将氟硅烷修饰后的表面放在紫外光下，通过控制紫外光照的时间和加热的方式实现表面在空气和油下的粘附性调控。本发明制备工艺简单，表面具有的粗糙微纳米结构能够较好的展现超疏水效果，能够在复杂环境中实现表面的附着力控制。面的附着力控制。面的附着力控制。技术研发人员：来华 于晓妍 成中军 王瑞洁 王晓楠受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：2022.09.14技术公布日：2022/12/1