轻量化集水并自发输运的仿生装置及其制备方法
摘要文本
本发明公开一种轻量化集水并自发输运的仿生装置及其制备方法，该仿生装置采用PDMS材料作为集水壳，集水壳表面呈凹凸的波浪形，其凸起部分为凹槽处水滴起到了挡风作用，使得水滴不易被吹走。具体为该仿生装置包括：PDMS集水壳、储水容器和立杆；所述PDMS集水壳为PDMS材质的板球形壳体，其表面分布有沿经度方向凹槽；且所述PDMS集水壳表面分布有亲水区域；立杆的一端与储水容器相连，另一端支撑所述PDMS集水壳；所述PDMS集水壳表面亲水区域收集的水滴沿着所述PDMS集水壳表面的凹槽流至所述储水容器中。
申请人信息
- 申请人:北京理工大学
- 申请人地址:100081 北京市海淀区中关村南大街5号
- 发明人: 北京理工大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 轻量化集水并自发输运的仿生装置及其制备方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201811222990.8 |
| 申请日 | 2018年10月19日 |
| 公告号 | CN109235544B |
| 公开日 | 2024年3月1日 |
| IPC主分类号 | E03B3/28 |
| 权利人 | 北京理工大学 |
| 发明人 | 刘明; 彭志龙; 姚寅; 陈少华 |
| 地址 | 北京市海淀区中关村南大街5号 |
专利主权项内容
1.一种轻量化集水并自发输运的仿生装置的制备方法，其特征在于，轻量化集水并自发输运的仿生装置包括：PDMS集水壳(1)、储水容器(2)和立杆(15)；所述PDMS集水壳(1)为PDMS材质的板球形壳体，其表面分布有沿经度方向的凹槽；且所述PDMS集水壳(1)表面分布有亲水区(12)；所述立杆(15)的一端与储水容器(2)相连，另一端支撑所述PDMS集水壳(1)；所述PDMS集水壳(1)表面亲水区域收集的水滴沿着所述PDMS集水壳(1)表面的凹槽流至所述储水容器(2)中；所述轻量化集水并自发输运的仿生装置的制备方法为：步骤一：PDMS集水壳(1)的制备：所述PDMS集水壳(1)取PDMS为原材料，制备PDMS集水壳(1)的模具包括外壳模具(3)、压盖(8)和溅射外壳(10)；所述外壳模具(3)为半球形壳体结构，在外壳模具(3)上设置有沿其经度方向条形凹槽(5)；所述压盖(8)为半球形结构，其平面端设置有圆形面板作为压板(6)，且压板(6)中心设置有手柄(7)，球形面的中心位置设置有凸起的半球形压头(9)；所述溅射外壳(10)为半球形结构，其表面分布有溅射孔(11)；采用上述模具制备PDMS集水壳(1)的过程为：101、将PDMS与固化剂按质量比为10 : 1的配比形成PDMS溶液；102、将搅拌均匀的PDMS溶液抽完真空后倒入外壳模具(3)中，然后通过压盖(8)的球形面所在端挤压外壳模具(3)中的PDMS溶液，当所述压盖(8)上平面端的压板(6)与外壳模具(3)的开口边缘接触时停止挤压，此时在外壳模具(3)和压盖(8)之间具有一层PDMS溶液，形成包括外壳模具(3)、压盖(8)和PDMS溶液的复合结构；103、将步骤102形成的复合结构放入干燥箱中，在设定温度下干燥设定时间，干燥完成后，所述外壳模具(3)与所述压盖(8)之间PDMS溶液固化形成表面有沿经度方向分布凹槽的PDMS材质的板球形壳体；104、将溅射外壳(10)盖在步骤103所形成的PDMS材质的板球形壳体上，然后将覆盖有溅射外壳(10)的PDMS材质的板球形壳体放进离子溅射仪中；对PDMS材质的板球形壳体表面通过溅射孔(11)暴露在外面的区域进行离子溅射，使得PDMS材质的板球形壳体表面溅射孔对应的区域形成亲水区(12)，其余区域仍为疏水区(13)；105、溅射完成后，将PDMS材质的板球形壳体从溅射外壳内取出，形成PDMS集水壳(1)，PDMS集水壳(1)内表面中心具有由压头(9)压出的半球形凹槽；步骤二：PDMS集水壳(1)与储水容器(2)的组装：通过立杆(15)连接PDMS集水壳(1)与储水容器(2)，即所述立杆(15)的一端与储水容器(2)相连，另一端支撑所述PDMS集水壳(1)；使得所述PDMS集水壳(1)表面亲水区域收集的水滴能够沿着所述PDMS集水壳(1)表面的凹槽流至所述储水容器(2)中。 来源：马 克 数 据 网