Comportement contre les adhérences préparation et haute température d’une Surface glissante sur acier inoxydable

Pengfei Zhang; Chen Huawei; Guang Liu; Liwen Zhang; Deyuan Zhang

doi:10.3791/55888

Article de méthode

Comportement contre les adhérences préparation et haute température d’une Surface glissante sur acier inoxydable

DOI :

10.3791/55888

⸱

29 mars 2018

Pengfei Zhang¹ , Chen Huawei¹ , Guang Liu¹ , Liwen Zhang¹ , Deyuan Zhang¹

¹School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University

Dans cet article

Résumé

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Surfaces glissantes offrent une nouvelle façon de résoudre le problème de l’adhérence. Ce protocole décrit comment fabriquer des surfaces glissantes à haute température. Les résultats démontrent que les surfaces glissantes montraient anti-mouillage pour liquides et un effet anti-adhérence remarquable sur les tissus mous à haute température.

Résumé

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Anti-coefficient d’adhérence avec la résistance à hautes températures ont une large application potentielle dans les pipelines, les moteurs et les instruments d’électrochirurgie. Une surface SUPERHYDROPHOBE typique de anti-mouillante échoue facilement lorsqu’ils sont exposés à un liquide de haute température. Récemment, Nepenthes-inspiré des surfaces glissantes a démontré une nouvelle façon de résoudre le problème de l’adhérence. Une couche de lubrifiant sur la surface glissante peut agir comme une barrière entre les matériaux repoussés et la structure de la surface. Toutefois, les surfaces glissantes dans des études antérieures montraient rarement résistance à hautes températures. Nous décrivons ici un protocole pour la préparation des surfaces glissantes avec résistance à hautes températures. Une méthode assistée par photolithographie servait à fabriquer des structures du pilier sur l’acier inoxydable. Par fonctionnalisation de la surface avec une solution saline, une surface glissante a été préparée en ajoutant l’huile de silicone. La surface glissante maintenu la propriété anti-mouillage pour l’eau, même quand la surface est chauffée à 300 ° C. En outre, la surface glissante exposé grands contre les adhérences effets sur les tissus mous à haute température. Ce type de surface glissante sur l’acier inoxydable possède des applications dans les dispositifs médicaux, équipements mécaniques, etc..

Introduction

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Anti-coefficient d’adhérence à haute température pour une utilisation avec des liquides et des tissus mous ont reçu un intérêt considérable en raison de leurs nombreuses applications potentielles en instruments d’électrochirurgie, moteurs, pipelines, etc. ¹ ^, ² ^, ³ ^, ⁴. Bioinspired surfaces, surfaces superhydrophobes en particulier, sont considérés comme la solution idéale en raison de leurs excellentes capacités anti-mouillage et autonettoyant propriétés⁵. Dans les surfaces superhydrophobes, la capacité anti....

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Protocole

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1. la photolithographie sur acier inoxydable

Concevoir la photolithographie à l’aide d’un logiciel de dessin mécanique et fabriquer la conception soumettez à un photomasque imprimante⁴.
Lavage en acier inoxydable (316 SS ; lengthx largeur : 4 cm x 4 cm, épaisseur : 1 mm) en les rinçant dans des solutions alcalines (50 g/L, NaOH et 40 g/L Na₂CO₃) à température ambiante pendant 15 min éliminer les contaminants de l’huile.
Bien nettoyer l’acier inoxydable en effectuant un nettoyage aux ultrasons dans une machine de nettoyage par ultrasons (fréquence de fonctionnement : 40 KHz, puissance acoustiqu....

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Résultats

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La surface glissante a été préparée par ajout d’huile de silicone pour OTS-enduit, chimiquement gravé en acier inoxydable. En raison de leurs propriétés chimiques semblables, la surface a été complètement humidifiée par l’huile de silicone. Le processus d’humidification est illustré à la Figure 1 a. La ligne pointillée rouge marque la ligne de mouillage. Après le mouillage, une couche d’huile visible se distinguait de la surface sèche. La propriété glissante .......

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Discussion

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Ce manuscrit détaille les protocoles de fabrication d’une surface glissante avec résistance à hautes températures. La propriété glissante de notre surface préparée a été démontrée en observant le comportement de glissement facile d’une goutte d’eau. Ensuite, l’anti-humidification de la surface glissante préparée à différentes températures élevées a été étudiée en déposant une goutte d’eau sur la surface chaude. Les résultats montrent que la surface glissante maintenu sa propriété glissante, même quand il est chauffé à 30.......

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (Grant no 51290292) et était également soutenu par la Fondation de Excellence académique de BUAA pour doctorants.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Acier inoxydable	Hongtu Corporation	316	Utilisation telle que reçue
Octadécyltrichlorosilane	Réactif Huaxia	112-04-9	Utilisation telle que reçue
Photoresist	Kempur Microelectronic Corporation	317S	Utilisation telle que reçue
Huile de silicone	Beijing Chemical Works	350 cst	Utilisation telle que reçue
Toluène anhydre	Beijing Chemical Works	108-88-3	Utilisation telle que reçue
Acide phosphorique (H₃PO₄)	Tianjin Chemical Corporation	7664-38-2	Utilisation telle que reçue
Acide chlorhydrique (HCl)	Tianjin Chemical Corporation	7647-01-0	Utilisation telle que reçue
Ferric chloride (FeCl₃)	Tianjin Chemical Corporation	7705-08-0	Utilisation telle que reçue
Microscope optique droit	Olympus	BX51
Stéréomicroscope optique	Olympus	SZX16
Caméra haute vitesse	Olympus	i-SPEED LT
Nettoyeur à ultrasons	KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD	KQ-500E
Dynamomètre	Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd	HP-5
Manipulateur	Yueqing Handapi Instruments Co., Ltd	HLD
Plaque chauffante	Shenzhen Jingyihuang Corporation	DRB-1

Références

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Liu, Y., Chen, X., Xin, J. H. Can superhydrophobic surfaces repel hot water? J Mater Chem. 19 (31), 5602-5611 (2009).
Urata, C., Masheder, B., Cheng, D. F., Hozumi, A. A thermally stable, durable and temperature-dependent oleophobic surface of a polymethylsilsesquioxane film. Chem Commun. 49, 3318-3320 (201....

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Mots-clés

Photolithographie assist e rev tement d huile de silicone fonctionnalisation par l OTS mouvement de gouttelettes d eau adh sion des tissus mous instruments d lectrochirurgie

Comportement contre les adhérences préparation et haute température d’une Surface glissante sur acier inoxydable

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