سلوك المضادة الالتصاق التحضير وارتفاع درجة الحرارة على سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ

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

doi:10.3791/55888

Summary

الأسطح الزلقة توفر طريقة جديدة لحل مشكلة التصاق. هذا البروتوكول وصف كيفية تلفيق الأسطح الزلقة في درجات حرارة عالية. النتائج تثبت أن الأسطح الزلقة تبين ترطيب المضادة للسوائل وتأثير المضادة التصاق ملحوظا على أنسجة لينة في درجات حرارة عالية.

Abstract

الأسطح المضادة الالتصاق بمقاومة الحرارة العالية قد تطبيق واسعة محتملة في الأدوات الكهربائية والمحركات وخطوط الأنابيب. سطح سوبيرهيدروفوبيك المضادة ترطيب نموذجية يفشل بسهولة عندما تتعرض لسائل درجة الحرارة العالية. ومؤخرا، الجرة-أظهرت الأسطح الزلقة مستوحاة بطريقة جديدة لحل مشكلة التصاق. يمكن أن تعمل طبقة زيوت تشحيم على سطح زلق كحاجز بين المواد التي صدت والبنية السطحية. ومع ذلك، أظهرت السطوح الزلقة في دراسات سابقة نادراً ما مقاومة درجة الحرارة العالية. هنا، نحن تصف وضع بروتوكول لإعداد الأسطح الزلقة بمقاومة درجة الحرارة العالية. استخدمت أسلوب الطباعة الحجرية التصويرية-وساعدت اختﻻق هياكل الدعامة في الفولاذ المقاوم للصدأ. قبل فونكتيوناليزينج السطح مع المياه المالحة، أعد على سطح زلق بإضافة زيت السيليكون. سطح زلق المعدة تحتفظ خاصية ترطيب المضادة للماء، حتى عندما كانت ساخنة على السطح إلى 300 درجة مئوية. أيضا، عرضت على سطح زلق الآثار المضادة الالتصاق العظيمة على أنسجة لينة في درجات حرارة عالية. هذا النوع من سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ قد التطبيقات في الأجهزة الطبية، والمعدات الميكانيكية، إلخ.

Introduction

الأسطح المضادة الالتصاق في درجات حرارة عالية للاستخدام مع السوائل والأنسجة الرخوة قد تلقوا قدرا كبيرا من الاهتمام بسبب تطبيقها الواسعة المحتملة في الأدوات الكهربائية، المحركات بخطوط الأنابيب إلخ ¹ ^, ² ^, ³ ^, ⁴-بيوينسبيريد السطوح، السطوح سوبيرهيدروفوبيك خاصة، تعتبر الخيار المثالي بسبب ممتازة ترطيب المضادة قدراتهم و خصائص التنظيف الذاتي⁵. في الأسطح سوبيرهيدروفوبيك، ينبغي أن ينسب القدرة المضادة التبول في الهواء مؤمن في البنية السطحية. ومع ذلك، الدولة سوبيرهيدروفوبيك غير مستقرة لأنها في⁶^،الدولة كاسي-باكستر⁷. أيضا، يمكن أن تفشل ترطيب المضادة لقطرات سائلة في درجات حرارة عالية، بسبب انتقال الحالة التبول من كاسي-باكستر إلى الدولة [ونزل⁸. هو الناجمة عن هذا التحول ترطيب ترطيب القطرة السائلة الصغيرة في الهياكل، مما يؤدي إلى الفشل في تأمين الهواء في المكان.

في الآونة الأخيرة، مستوحاة من خصائص زلق بريتم المصنع جرة، الجرة، وونغ et al. عن مفهوم بناء الأسطح الزلقة عن طريق غرس مواد تشحيم في هياكل السطحية⁹^،¹⁰ ^،¹¹. سبب القوة الشعرية، الهياكل يمكن أن نتمسك زيوت التشحيم في المكان، كما هو الحال في جيب الجوي مؤمن على السطوح سوبيرهيدروفوبيك. وهكذا، يمكن أن تشكل مواد التشحيم وهياكل السطحية سطح صلب/سائل مستقرة. عندما مواد التشحيم لها صلة تفضيلية للبنية السطحية، الحبرية السائل على سطح مركب يمكن الشريحة بسهولة، مع فقط التباطؤ زاوية اتصال منخفضة جداً (مثلاً، ° ~ 2)¹². كما يتيح هذا طبقة زيوت التشحيم على السطح لقدرات مكافحة التبول رائعة¹³، مما يدل على إمكانيات كبيرة للأجهزة الطبية¹⁴^،¹⁵. ومع ذلك، الدراسات السابقة على الأسطح الزلقة تركز أساسا على إعداد للتطبيق في درجة حرارة الغرفة أو في درجات الحرارة المنخفضة. وهناك دراسات قليلة جداً في إعداد الأسطح الزلقة بمقاومة درجة الحرارة العالية. على سبيل المثال، أظهرت تشانغ وآخرون أن التبخر السريع لزيوت التشحيم سرعة يسبب فشل الملكية زلق في درجات حرارة مرتفعة قليلاً حتى¹⁶.

الأسطح الزلقة بمقاومة درجة الحرارة العالية ويمكن توسيع نطاق تطبيق المحتملة؛ على سبيل المثال، يمكن استخدامها كحواجز السائل لتقليل التصاق الأنسجة اللينة لنصائح الأداة الكهربائية. أثناء العملية الجراحية، ويحدث التصاق الأنسجة اللينة شديدة بسبب ارتفاع درجة الحرارة من نصائح الأداة الكهربائية. يمكن المتفحمة الأنسجة اللينة، الأمر الذي أدى إلى التقيد بتلميح أداة، والدموع ثم الأنسجة اللينة حول ال¹⁸^،^،من¹⁷نصيحة¹⁹. الأنسجة اللينة التقيد بها في تلميح الأداة الكهربائية يؤثر سلبا على العملية، وقد حمل أيضا فشل الأرقاء¹⁹^،²⁰. هذه الآثار إلى حد كبير تضر صحة الناس والمصالح الاقتصادية. ولذلك، حل مسألة التصاق الأنسجة اللينة للأدوات الكهربائية عاجل جداً. وفي الواقع، الأسطح الزلقة فرصة لحل هذه المشكلة.

نقدم هنا، بروتوكولا لاختلاق الأسطح الزلقة متاح في درجات حرارة عالية. الفولاذ المقاوم للصدأ وقد اختيرت المواد السطحية بسبب مقاومتها لدرجات الحرارة العالية. وكان خشن الفولاذ المقاوم للصدأ بالنقش الكيميائية ساعدت الطباعة التصويرية. ثم، وكان فونكتيوناليزيد على السطح بمادة متوافق حيويا، أوكتاديسيلتريتشلوروسيلاني المالحة (OTS)²¹^،²²^،^،من²³²⁴. وقد أعدت على سطح زلق إضافة زيت السيليكون. تمكين هذه المواد على سطح زلق لتحقيق مقاومة درجة الحرارة العالية. تم التحقيق في الخاصية المضادة التبول في درجات الحرارة العالية والآثار المضادة الالتصاق على الأنسجة اللينة. وتبين النتائج المحتملة من استخدام الأسطح الزلقة لحل مشكلة المضادة الالتصاق في درجات حرارة عالية.

Protocol

1-الطباعة التصويرية في الفولاذ المقاوم للصدأ

تصميم النبائط استخدام برامج رسم الميكانيكية واختلاق التصميم قبل إرساله إلى طابعة النبائط⁴.
أغسل الفولاذ المقاوم للصدأ (316 س؛ وعرض لينجثكس: 4 سم × 4 سم، سمك: 1 ملم) بدهن أنه في حلول القلوية (50 جرام/لتر هيدروكسيد الصوديوم و 40 غرام/لتر Na₂CO₃) في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة لإزالة الملوثات النفطية.
دقة تنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق إجراء التنظيف بالموجات فوق الصوتية في جهاز تنظيف بالموجات فوق الصوتية (يعمل تردد: 40 كيلو هرتز، طاقة الموجات فوق الصوتية: 500 واط). شطف تسلسلياً مع المياه، الهكسين ن والاسيتون والايثانول لمدة 10 دقائق.
الجاف للفولاذ المقاوم للصدأ بوضعه على لوحة الساخن عند 150 درجة مئوية للحد الأدنى 30 حماية الفولاذ المقاوم للصدأ بتغطية ذلك مع ورقة من رقائق الألومنيوم (Al).
مكان الفولاذ المقاوم للصدأ في وسط المغطى زيادة ونقصان. استخدم القطارة، إيداع إيجابية مقاوم الضوء (حوالي 1 مل) على الفولاذ المقاوم للصدأ، من المركز إلى الحافة، حتى مقاوم الضوء تماما تغطي الفولاذ المقاوم للصدأ. تجنب تكوين فقاعة في مقاوم الضوء.
1. أداء تدور-طلاء، أولاً بسرعة 700 دورة في الدقيقة في الدقيقة 6 s، لبدء دورة العصر، وثم بسرعة 1500 دورة في الدقيقة في الدقيقة لمدة 15 ثانية، موزعة بالتساوي مقاوم الضوء.
الإفراج عن صمام التفريغ واسترداد الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام زوج من ملاقط. وضع الفولاذ المقاوم للصدأ على صفيحة على 120 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة لخبز مقاوم الضوء.
مكان الفولاذ المقاوم للصدأ على صمام فراغ آلة الطباعة التصويرية. تعيين وقت التعرض للإله التصويرية إلى 25 ثانية.
ملاحظة: هنا، آلة الطباعة التصويرية راصفة اتصال مع الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) خفيفة الطول موجي من 254 نانومتر وكثافة ضوء من 13 ميغاواط/سم².
الإفراج عن الفولاذ المقاوم للصدأ، ووضعه في الحل المطور لمدة 1 دقيقة لإزالة الواقي الضوئي دون تعريض أنه على ضوء الأشعة فوق البنفسجية. إزالة الفولاذ المقاوم للصدأ من الحل المطور وغسله بالمياه الجافة تحت الغاز₂ ن.
مكان الفولاذ المقاوم للصدأ على صفيحة خبز على 120 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة.
استخدام مجهر تستقيم مع بير 100 x لمراقبة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ لفحص نسيج مقاوم الضوء التي تم الحصول عليها.

2-المواد الكيميائية النقش من الفولاذ المقاوم للصدأ

إعداد مادة كيميائية النقش الحل بحجم 200 مل (400 غرام/لتر فيكل₃، 20 غرام/لتر من حامض الفوسفوريك، وحامض الهيدروكلوريك 100 غرام/لتر) في كوب 500 مل.
مكان الفولاذ المقاوم للصدأ مع نسيج مقاوم الضوء في الحل الكيميائية لمدة 10 دقائق. عدم السماح بالقطع الفولاذ المقاوم للصدأ للاتصال ببعضها البعض. وضع حد أقصى أربع قطع الفولاذ المقاوم للصدأ في وقت واحد.
إخراج من الفولاذ المقاوم للصدأ محفوراً كيميائيا باستخدام الملقط وتغسل القطع بالمياه لمدة 1 دقيقة وتجفيفها مع الغاز₂ ن.
إزالة نسيج مقاوم الضوء بغمر الفولاذ المقاوم للصدأ في الأسيتون لتنظيف بالموجات فوق الصوتية لمدة 5 دقائق. ثم، جاف الفولاذ المقاوم للصدأ محفوراً كيميائيا مع الغاز₂ ن.

3-محطة تكرير النفط التجميع الذاتي على الفولاذ المقاوم للصدأ كيميائيا محفوراً

تنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ محفوراً كيميائيا مع دفق مستمر من المياه والجافة مع الغاز₂ ن ووضعه على لوحة الساخن عند 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة ليجف تماما على السطح.
هيدروكسيلاتي الفولاذ المقاوم للصدأ كيميائيا محفوراً العلاج بلازما₂ س في جهاز بلازما الترددات اللاسلكية، مع قوة الترددات اللاسلكية من 100 W 10 دقيقة وضغوط نظام من 100 [مبر]، ومعدل تدفق 20 sccm.
إعداد الحل مم 1 محطة تكرير النفط في التولوين اللامائى في كوب. الجاف للكأس جيدا قبل إعداد الحل.
شطف الفولاذ المقاوم للصدأ محفوراً كيميائيا مع الحل محطة تكرير النفط ح 4 في درجة حرارة الغرفة. مكان الكأس في كيس مختوم. عدم السماح بالقطع الفولاذ المقاوم للصدأ للاتصال ببعضها البعض.
إزالة الفولاذ المقاوم للصدأ، وتنظيفه مع التولوين اللامائى بالقيام بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقائق، والجافة مع الغاز₂ ن.

4-زلق إعداد السطح

إيداع قرابة 10 مل/سم² زيت السيليكون (اللزوجة: 350 لجنة العلم والتكنولوجيا؛ والتوتر السطحي: 21.1 mN/m) على الفولاذ المقاوم للصدأ المغلفة بمحطة تكرير النفط، والمحفور كيميائيا باستخدام قطارة.
استخدام ستيريوميكروسكوبي بصرية لمراقبة عملية ترطيب زيت السيليكون على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ (التكبير 10 x).
إزالة زيت السيليكون الزائدة عن طريق وضع الفولاذ المقاوم للصدأ في وضع عمودي ح 1.

5-التحقيق في المياه انزلاق السلوك على الأسطح الزلقة

إيداع قطرات الماء 4-ميليلتر على سطح زلق. الفولاذ المقاوم للصدأ تحت مجهر ضوئي وآماله الركيزة ° ~ 2.
تصور قطرات المياه الانزلاق على سطح زلق في تكبير منخفضة (50 س) للتحقق من أن سطح زلق تحتوي على خاصية انزلاق سهلة.

6-تحليل المضادة التبول على سطح زلق في درجات حرارة عالية

مكان الفولاذ المقاوم للصدأ مع سطح زلق في صفيحة باستخدام الملقط. تعيين صفيحة في مختلف درجات حرارة عالية (أي 200 درجة مئوية و 250 درجة مئوية و 300 درجة مئوية) لتحليل السلوكيات المناهضة التبول في درجات حرارة مختلفة.
ملاحظة: لا تلمس مباشرة الفولاذ المقاوم للصدأ ذات درجة الحرارة العالية بيديه.
استخدام حقنه الجزئي لإيداع قطرات الماء 10 ميليلتر على سطح زلق.
ملاحظة: قبل إسقاط قطرات الماء، يجب أن تصل درجة حرارة سطح زلق التوازن.
استخدم كاميرا عالية السرعة لتسجيل حركة قطرات المياه بمعدل إطار من 500 هرتز.
1. إصلاح الكاميرا إلى ترايبود، وتوجيه عدسة الكاميرا نحو الفولاذ المقاوم للصدأ. ضبط تركيز الكاميرا للحصول على صورة قطرات الماء واضحة. سجل حركة قطرات الماء على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ بالضغط على زر ابدأ للكاميرا. اضغط على زر نهاية الكاميرا عند الشرائح قطرات الماء قبالة الفولاذ المقاوم للصدأ لإكمال التسجيل.

7-تحليل الآثار المضادة الالتصاق لسطح زلق في الأنسجة اللينة

استخدام مناور، المقوى أداة، وصفيحة ساخنة، ولاعبا ثابتة لإعداد التصاق قوة منصة قياس⁴، كما هو مبين في الشكل 3 ألف.
وضع السطح الاختبار على صفيحة. استخدام المشبك لإصلاح الفولاذ المقاوم للصدأ على اللوحة. حرارة السطح الاختبار إلى درجة حرارة عالية معينة (مثلاً، 300 درجة مئوية).
ملاحظة: اختبار السطح يجب الاتصال عن كثب صفيحة لضمان النقل كفاءة الحرارة على سطح زلق.
إصلاح دينامومتر إلى المناور. ربط جدول اسطوانة (القطر: 2 سم) مع رئيس فرقة العمل كأنسجة لينة منصة ثابتة.
إصلاح الأنسجة الرخوة (مثلاً، الدجاج؛ وطول: 5 سم، العرض: 2 سم، وسمك: 3 مم) إلى الجدول الاسطوانة باستخدام سلك رقيقة. تأكد من أن سطح الأنسجة اللينة تقريبا حتى.
تحميل الأنسجة اللينة على سطح الاختبار بسرعة 1 مم/s حتى يصل المقوى أداة قوة قصوى معينة (مثلاً، 4.5 ن) بالتناوب على زر الحركة المناور. ثم إلغاء تحميل الأنسجة اللينة بنفس السرعة.
توصيل كمبيوتر المقوى أداة استخدام خط لنقل بيانات وسجل القوة في الوقت الحقيقي بين الأنسجة اللينة واختبار السطح.

النتائج

وأعد على سطح زلق إضافة زيت السيليكون للفولاذ المقاوم للصدأ المغلفة بمحطة تكرير النفط، والمحفور كيميائيا. نظراً لخصائصها الكيميائية مماثلة، كانت تبلل السطح تماما بزيت السيليكون. ويبين الشكل 1aعملية التبول. خط منقط أحمر يمثل خط التبول. بعد التبول، يمكن تمييز طبقة نفط مرئياً من على سطح الأرض الجافة. وكان التحقيق الخاصية زلق سطح زلق المعدة بإيداعها قطرات الماء على سطح زلق بزاوية مقدارها حوالي 2 درجة. ويبين الشكل 1b حركة قطرات الماء في الموقع على سطح زلق. يمثل الخط المنقط صفراء خط الاتصال، وتظهر النتائج الحبرية المياه العائمة والانزلاق على سطح زلق.

وكان التحقيق في السلوكيات المناهضة ترطيب سطح زلق المعدة في معالجة مياه تجميعية في درجات حرارة عالية. كانت ساخنة على سطح زلق لدرجات حرارة مختلفة وتم إيداع قطرات الماء على السطح. عند 200 درجة مئوية (الشكل 2a)، أولاً اتصلت قطرات الماء بشدة على السطح، وثم انخفض منطقة الاتصال بين الحبرية والسطح. وبعد حوالي في 6,200 من مرض التصلب العصبي المتعدد، بدأت قطرات الماء قبالة السطح الانزلاق. وكان قطرات الماء في 250 درجة مئوية (الشكل 2)، منطقة اتصال أولى صغيرة جداً مع السطح. وبعد حوالي 800 مللي، بدأت قطرات الماء قبالة السطح الانزلاق. في 300 درجة مئوية (الشكل 2 (ج))، قطرات الماء وأجرى اتصالات غير مستقرة فورا بعد أن أودعت وانزلقت سريعاً على سطح زلق بعد فقط 250 ms.

تم تقييم تأثير المضادة الالتصاق سطح زلق في أنسجة لينة بقياس قوة الالتصاق. أنشأنا منصة قياس قوة التصاق بالجمع بين نظم التدفئة والتلاعب (الشكل 3a). تم إصلاح الأنسجة الرخوة على دينامومتر، الذي كان متصلاً المناور، وكانت ثابتة على سطح الاختبار على لوحة الساخن. واختير الدجاج كالممثل بسبب لها أنسجة نقي. بعد تحميل الأنسجة اللينة على سطح الاختبار عند ضغط 4.5 ن، ولدت عملية تفريغ قوة التصاق بين الأنسجة اللينة واختبار السطح. يتم إظهار النتائج في الشكل 3b. وكانت قوي الالتصاق 0.80 ± 0.04 و 0.18 ن ± 0.02 N على الأسطح الملساء الفولاذ المقاوم للصدأ وزلق، على التوالي. قوة التصاق انخفض بأمر من حجم على سطح زلق مقارنة بالتي على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ السلس.

figure-results-2314
رقم 1. عملية تشكيل سطح زلق وممتلكاتها الزلقة. (أ) التبول عملية زيت السيليكون في محطة تكرير النفط-المغلفة، كيميائيا محفوراً الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أن تبلل السطح تماما بزيت السيليكون بسبب الخصائص الكيميائية مماثلة بين الطبقة الجزيئية محطة تكرير النفط وزيت السيليكون. (ب) قطرات الماء تطفو على زيت السيليكون وعرض ممتلكاتها سهلة الانزلاق. الفولاذ المقاوم للصدأ بزاوية ميل نحو 2 °. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-3039
رقم 2. ترطيب لمكافحة سلوك سطح زلق مع قطره الماء في درجات حرارة عالية- المياه حركة الحبرية بعد إيداعها على سطح أفقي زلق في درجات حرارة عالية مختلفة: (أ) 200 درجة مئوية، (ب) 250 درجة مئوية، و (ج) 300 درجة مئوية. جميع قطرات الماء انزلقت على سطح زلق بعد فترة معينة من الزمن، والوقت اللازم لقطرات الماء الشريحة بعيداً وانخفضت مع ارتفاع درجة الحرارة السطحية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

figure-results-3753
الشكل 3. تقييم المضادة الالتصاق سطح زلق مع أنسجة لينة في درجات حرارة عالية- (أ) التخطيطي لمنصة قياس القوة الالتصاق. تم تحميل الأنسجة اللينة في اختبار السطح باستخدام مناور متصلاً المقوى أداة. قوة التصاق أحيل إلى جهاز الكمبيوتر. (ب) انضمام قوة بين الأنسجة اللينة واختبار السطح. تم تحميل الأنسجة اللينة على سطح الاختبار عند درجة حرارة سطح من 300 درجة مئوية. كان مقدار قوة الالتصاق على سطح زلق حول حجم مقارنة بالتي على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ السلس. أشرطة الخطأ هو موضح بمتوسط الانحرافات المعيارية (SD). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

هذه المخطوطة تفاصيل البروتوكولات لاختلاق سطح زلق مع مقاومة درجة الحرارة العالية. وتجلى ممتلكات لدينا استعداد سطح زلق مراقبة سلوك سهل الانزلاق قطرات الماء. ثم، وكان التحقيق ترطيب المضادة لسطح زلق المعدة في مختلف درجات حرارة عالية بإيداعها قطرات الماء على سطح ساخن. وتبين النتائج أن سطح زلق المعدة الحفاظ على ممتلكاتها زلق حتى عندما أنها كانت ساخنة إلى فوق 300 درجة مئوية. كما حددنا الآثار المضادة الالتصاق لسطح زلق في الأنسجة اللينة.

على عكس السطح سوبيرهيدروفوبيك، كالهياكل السطحية على سطح زلق هياكل القابضة لزيوت التشحيم التي غرست. وفقا دراسة سابقة²⁵، بسبب تقارب تفضيلية لسطح معدني مغلف بمحطة تكرير النفط لزيت السيليكون، معالجة مياه تجميعية سوف تطفو على سيليكون التي غرست النفط السطحية هيكل، كما يتبين في الشكل 1B. إلى جانب ذلك، هذه الواجهة السائل/السائلة/الصلبة تعطي السطح التباطؤ زاوية اتصال منخفضة جداً لقطرات سائلة قابلة للامتزاج مع زيت السيليكون. ولذلك، يمكن بسهولة الشرائح قطرات الماء على سطح زلق كإعداد.

بسبب مقاومة الحرارة العالية ممتازة الركازة الفولاذ المقاوم للصدأ وطبقة فونكتيوناليزيد محطة تكرير النفط، وزيت السيليكون التي غرست، يمكن الحفاظ على سطح زلق المعدة ممتلكاتها زلق في درجات حرارة عالية جداً. ومع ذلك، في درجات حرارة عالية، عدم انزلاق قطرات الماء على السطح، ولكن فإنه يمكن لفة على السطح. النتائج التي يمكن أن تعزى إلى تأثير ليدينفروست²⁶. في درجات حرارة عالية، تتبخر بزيت السيليكون والماء والبخار يمكن أن تشكل طبقة بخار بين قطره الماء وطبقة النفط سيليكون. وفي الواقع، زيادة تبخر الحبرية سيليكون النفط والمياه مع ارتفاع درجة الحرارة. ولذلك، قد طبقة الهواء عند درجات الحرارة الأعلى تحسين قدرة على منع الاتصال المباشر بين قطره الماء وزيت السيليكون. مشابهة لقطرات الماء المتداول على السطح في 300 درجة مئوية (الشكل 2)، طرحت الحبرية المياه تقريبا في الطبقة الجوية. جهة الاتصال غير مستقرة جداً، وهكذا سرعة انزلقت على السطح.

طبقة زيوت التشحيم ويمكن أيضا بمثابة حاجز المضادة التصاق للأنسجة اللينة. منصة قياس قوة التصاق أنشئت للتحقيق في تأثير المضادة الالتصاق سطح زلق في الأنسجة اللينة. بسبب الأنسجة نقية، اختير الدجاج الأنسجة اللينة التجريبية. كانت محملة الأنسجة اللينة على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ السلس وعلى سطح زلق. تظهر النتائج انخفاضا كبيرا للالتصاق القوة على سطح زلق (أي، من 0.80 ± 0.18 ن على السطح السلس إلى ± 0.04 0.02 N على سطح زلق). هذا المفهوم يقدم رؤى جديدة في حل مشكلة التصاق الأنسجة اللينة في الأدوات الكهربائية. لأن زيت السيليكون و OTS متوافق حيويا²²^،²⁷, يمكن تطبيقها لدينا طريقة للصكوك الكهربائية، بما في ذلك بدون مشرط أحادي القطب ومشرط بالموجات فوق الصوتية.

وبالإضافة إلى ذلك، لدينا أسلوب بسيط جداً، وأنه يمكن تبسيط كذلك. يتيح الهيكل القائم على السطح لعقد مزيد من زيت السيليكون، ويمكن أن تعمل زيت السيليكون أكثر كفاءة كحاجز للأنسجة الرخوة. ومع ذلك، إذا لم يكن هناك لا حاجة للكثير من زيت السيليكون، مثل عند استخدامه لترطيب المضادة للمياه المعالجة التجميعية، الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تكون مباشرة خشن بالنقش الكيميائية. هو أبسط طريقة مبسطة ويمكن تطبيقها على مختلف أنواع السطحية، بما في ذلك سطح منحن. تجدر الإشارة إلى أن زيت السيليكون سوف تتبخر عندما يتم تسخين السطح بارتفاع في درجة حرارة، والخاصية زلق ستفشل أخيرا بعد فترة معينة من الزمن. ولكن بإضافة زيت السيليكون إلى السطح، سوف تستعيد الخاصية الزلقة. خطوة حاسمة لأن البروتوكول هو إعداد محطة تكرير النفط الطلاء على الهياكل السطحية، التي تحدد الخاصية زلق النهائي من سطح زلق. وهكذا، ينبغي أن تجري خطوة الجمعية محطة تكرير النفط بعناية.

هي الأسطح الزلقة سطح الفنية الناشئة لتحقيق التنظيف الذاتي، المضادة الالتصاق، مضادة للتجمد، إلخ. قد العديد من المزايا، بما في ذلك تصنيع سهلة، ريبيلينسي قوية لسوائل مختلفة واستقرار الضغط جيدة والشفاء الذاتي. لدينا أسلوب مباشر يقدم طريقة لبناء سطح زلق مع مقاومة درجة الحرارة العالية. ونحن نعتقد أن الطريقة المقترحة ستمكن تطبيق سطح زلق في الأجهزة الطبية، والمحركات، وأنابيب المياه الساخنة إلخ

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

هذا العمل كانت تدعمها "مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية" (المنحة رقم 51290292) وتدعمه "مؤسسة التفوق الأكاديمي للجامعة" أيضا لطلاب الدكتوراه.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Stainless steel	Hongtu Corporation	316	Use as received
Octadecyltrichlorosilane	Huaxia Reagent	112-04-9	Use as received
Photoresist	Kempur Microelectronic Corporation	317S	Use as received
Silicone oil	Beijing Chemical Works	350 cst	Use as received
Anhydrous toluene	Beijing Chemical Works	108-88-3	Use as received
Phosphoric acid (H₃PO₄)	Tianjin Chemical Corporation	7664-38-2	Use as received
Hydrochloric acid (HCl)	Tianjin Chemical Corporation	7647-01-0	Use as received
Ferric chloride (FeCl₃)	Tianjin Chemical Corporation	7705-08-0	Use as received
Optical upright microscope	Olympus	BX51
Optical stereo microscope	Olympus	SZX16
High speed camera	Olympus	i-SPEED LT
Ultrasonic cleaner	KUNSHAN ULTRASONIC INSTRUMENTS CO. LTD	KQ-500E
Dynamometer	Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd	HP-5
Manipulator	Yueqing Handapi Instruments Co. Ltd	HLD
Hot plate	Shenzhen Jingyihuang Corporation	DRB-1

References

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 (2013).
Daniel, D., Mankin, M. N., Belisle, R. A., Wong, T. -S., Aizenberg, J. Lubricant-infused micro/nano-structured surfaces with tunable dynamic omniphobicity at high temperatures. Appl Phys. Lett. 102 (23), 231603(2013).
Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Zhang, D. Anti-adhesion effects of liquid-infused textured surfaces on high-temperature stainless steel for soft tissue. Appl Surf Sci. 385, 249-256 (2016).
Barthlott, W., Neinhuis, C. Purity of the sacred lotus,or escape from contamination in biological surfaces. Planata. 202 (1), 1-8 (1997).
Feng, L., et al. Super-hydrophobic surfaces: from natural to artificial. Adv Mater. 14 (24), 1857-1860 (2002).
Li, X. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces. Chem Soc Rev. 36 (8), 1350-1368 (2007).
Roach, P., Shirtcliffe, N. J., Newton, M. I. Progess in superhydrophobic surface development. Soft Matter. 4, 224-240 (2008).
Park, K. C., et al. Condensation on slippery asymmetric bumps. Nature. 531 (7592), 78-82 (2016).
Wong, T. S., et al. Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity. Nature. 477 (7365), 443-447 (2011).
Chen, H., et al. Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata. Nature. 532 (7597), 85-89 (2016).
Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Ran, T., Zhang, D. Transparent self-cleaning lubricant-infused surfaces made with large-area breath figure patterns. Appl Surf Sci. 355, 1083-1090 (2015).
Lafuma, A., Quéré, D. Slippery pre-suffused surfaces. EPL. 96, 56001(2011).
Epstein, A. K., et al. Liquid-infused structured surfaces with exceptional anti-biofouling performance. P Natl Acad Sci USA. 109 (33), 13182-13187 (2012).
MacCallum, N., et al. Liquid-infused silicone as a biofouling-free medical material. ACS Biomater Sci Eng. 1, 43-51 (2015).
Zhang, J., Wu, L., Li, B., Li, L., Seeger, S., Wang, A. Evaporation-induced transition from Nepenthes pitcher-inspired slippery surfaces to lotus leaf-inspired superoleophobic surfaces. Langmuir. 30 (47), 14292-14299 (2014).
Sutton, P. A., Awad, S., Perkins, A. C., Lobo, D. N. Comparison of lateral thermal spread using monopolar and bipolar diathermy the Harmonic Scalpel™ and the Ligasure™. Brit J Surg. 97 (3), 428-433 (2010).
Koch, C., Friedrich, T., Metternich, F., Tannapfel, A., Reimann, H. P., Eichfeld, U. Determination of temperature elevation in tissue during the application of the harmonic scalpel. Ultrasound Med Biol. 29 (2), 301-309 (2003).
Sinha, U. K., Gallagher, L. A. Effects of steel scalpel, ultrasonic scalpel, CO2 laser, and monopolar and bipolar electrosurgery on wound healing in guinea pig oral mucosa. Laryngoscope. 113 (2), 228-236 (2003).
Lee, J. H., Go, A. K., Oh, S. H., Lee, K. E., Yuk, S. H. Tissue anti-adhesion potential of ibuprofen-loaded PLLA-PEG diblock copolymer films. Biomaterials. 26 (6), 671-678 (2005).
Ding, J. N., Wong, P. L., Yang, J. C. Friction and fracture properties of polysilicon coated with self-assembled monolayers. Wear. 260 (1-2), 209-214 (2006).
Kulkarni, S. A., Mirji, S. A., Mandale, A. B., Vijayamohanan, K. P. In vitro stability study of organosilane self-assemble monolayers and multilayers. Thin Solid Films. 496, 420-425 (2006).
Meth, S., Savchenko, N., Viva, F. A., Starosvetsky, D., Groysman, A., Sukenik, C. N. Siloxane-based thin films for corrosion protection of stainless steel in chloride media. J Appl Electrochem. 41 (8), 885-890 (2011).
Zhang, P., Chen, H., Zhang, L., Zhang, Y., Zhang, D., Jiang, L. Stable slippery liquid-infused anti-wetting surface at high temperatures. J Mater Chem A. 4 (31), 12212-12220 (2016).
Smith, J. D., et al. Droplet mobility on lubricant-impregnated surfaces. Soft Matter. 9 (6), 1772-1780 (2013).
Tran, T., Staat, H. J. J., Prosperetti, A., Sun, C., Lohse, D. Drop impact on superheated surfaces. Phys Rev Lett. 108 (3), 036101(2012).
Donzelli, J., Leonetti, J. P., Wurster, R. D., Lee, J. M., Young, M. R. I. Neuroprotection due to irrigation during bipolar cautery. Arch Otolaryngol. 126 (2), 149-153 (2000).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

133

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: