[发明专利]一种制备具有自修复性能的仿生超滑表面的方法

说明书

本发明涉及一种制备具有自修复性能的仿生超滑表面的方法。首先通过静电纺丝的方法构建聚己内酯(PCL)骨架结构；然后将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与润滑油的混合物浇筑于PCL骨架结构中；最后整个体系放入烘箱中固化形成仿生超滑表面。该方法制备的PCL/PDMS基仿生超滑表面同时具有润滑油膜及固相基底材料自修复性能，从而使得该仿生超滑表面具有更长久的防治海洋生物污损的能力。本发明所用试剂无环境公害，且操作简单易行，不需要昂贵的实验设备。

技术领域

本发明涉及防治海洋生物污损的方法，具体是一种制备具有自修复性能的仿生超滑表面的方法。

背景技术

海洋生物污损是人类从事海洋事业以来就一直面临的严峻的问题，它会对水下设施有严重的危害。海洋生物污损会加速金属的腐蚀；海洋生物污损也会增加船舶的行进阻力，使船舶航行速度减慢，油耗增加，进而加剧大气污染物的排放，引起严重的环境污染；海洋生物污损还会阻塞海水输送管道和降低冷却设施的传热效率。因此，基于海洋生物污损带来的腐蚀、能耗和环境等问题，防治海洋生物污损成为了备受关注的问题。

防治海洋生物污损的方法多种多样，大体可分为物理防污法(人工或机械清除法、加热法、超声波法等)、化学防污法(直接加入法、电解法等)、防污涂料法和生物防污法(生物防污剂涂料及仿生防污法)。其中物理防污法、化学防污法和防污涂料法已经非常成熟，有的已经投入到实际应用中，但它们具有对水体和环境有污染、不能及时防治生物污损和需要外界供能等缺点，大大限制了这些方法的使用。而生物防污法中仿生防污法具有及时防治生物污损和对环境友好而备受关注。目前研究者通过模仿海豚皮肤、荷叶结构和猪笼草结构等生物结构制备了具有防污性能的仿生表面，但该方法目前仍处于实验研究阶段，加快使该方法投入到实际应用中具有很重要的意义。

其中模仿荷叶结构制备的超疏水膜表面具有超强的疏水能力，其超疏水能力主要取决于超疏水结构中空气膜的存在。但空气膜受到外界压力和液体冲击时很容易破裂，使得该超疏水膜的疏水能力不复存在，且超疏水能力也不会重新恢复。基于猪笼草制备的仿生超滑表面则具有更强的稳定性，并且可以抵抗界面各种液体。但该仿生表面的润滑油膜或者固体基底材料遭到破坏时，表面的超滑能力也会受到很大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备具有自修复性能的仿生超滑表面的方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种制备具有自修复性能的仿生超滑表面的方法，首先通过静电纺丝的方法构建聚己内酯(PCL)骨架结构；然后将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与润滑油的混合物浇筑于PCL骨架结构中；最后将整个体系放入烘箱中固化形成仿生超滑表面。

具体为：

1)PCL骨架的构造：将聚己内酯(PCL)溶于氯仿(CHCl₃)和二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶剂中，搅拌溶液均匀，将PCL电纺到玻璃基底上，其中，聚己内酯和混合溶剂之间质量比为1:6-1:8，混合溶液中氯仿(CHCl₃)和二甲基甲酰胺体积比为4:1-5:1；

2)PDMS与润滑油的混合物浇筑于PCL骨架结构中：将PDMS低聚物与固化剂按质量比10-12:1的方式混合，随后向其中继续加入运动粘度为350cst的硅油，混合后搅拌均匀，而后离心去除气泡，最后将离心后的混合物浇筑在步骤1)获得的PCL静电纺丝骨架上，其中，硅油与PDMS质量比为1-1.5:1；

3)混合体系的固化：将步骤2)获得骨架结构于50-80℃静置固化10-12h，制得PCL/PDMS基仿生超滑表面。