激光构筑齿槽表面微织构及润湿机制研究
编号:180
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更新:2023-04-13 16:42:31
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口头报告
摘要
摘要:外科手术器械使用过程中易因体液和药物残留,引起感染。医疗器械表面具有超疏水功能,可以有效防止感染,还可以解决医疗器械的清洁问题,降低设备维护成本。本文通过电火花线切割复合纳秒激光烧蚀在3Cr13不锈钢表面制备了亚毫米/微米多级织构表面,再在表面上制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装超疏水涂层。使用台式扫描电子显微镜观测样品表面的微观形貌,观察试样表面的亚毫米齿槽和微米沟槽分布情况和尺寸参数,探索多级织构表面上的实际尺寸参数与CA之间的关系。多级织构表面的静态接触角(CA)和滚动角(RA)由光学表面接触角测量仪(Harke,SPCA-X3,中国)测量。为量化表面对水滴的粘附行为,采用表面张力仪(Dataphysics DCAT21)测量表面粘附性。微米沟槽在亚毫米齿槽斜面上均布且不同高度的沟槽形状一致,方向与齿槽平行。不同齿槽阵列表面的接触角分别为143°(60°顶角)、141°(90°顶角)和138°(120°顶角),试样接触角随着齿槽顶角的增大而减小。多级织构试样的接触角分别为163.5°(60°顶角)、159.3°(90°顶角)和155.7°(120°顶角)。多级织构的构筑对表面粘附性有较大的影响,与120°顶角的齿槽阵列表面相比,120°多级织构表面粘附性由原来的164.1 μN降至24.1 μN。微米沟槽的存在使液滴与表面的接触区域由一个整体接触区域变成了多个非连续区域,增加了液滴与表面的三相接触线。使液滴与齿槽的Wenzel接触状态转化为液滴与多级复合织构间的Cassie-Baxter接触状态且接触状态稳定,有效改善了液滴的润湿性能。
稿件作者
李旭航
中国地质大学(北京)
朱丽娜
中国地质大学(北京)
底月兰
陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室
王海斗
陆军装甲兵学院再制造国家工程研究中心
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