[发明专利]一种在金属上制备高稳定仿生超滑表面的方法

说明书

本发明涉及防治海洋微生物腐蚀的方法，一种在金属上制备高稳定仿生超滑表面的方法。将有机凝胶前驱物分散液固化于金属上，即可得到高稳定的仿生超滑表面；其中，有机凝胶前驱物分散液为有机凝胶前驱物和分散液，其中，有机凝胶前驱物为PDMS的主剂和固化剂、硅油和乙烯基三乙氧基硅烷；溶液为分散于二氯甲烷中的疏水二氧化硅。本发明原料易得，不需要昂贵的设备，是一种有效的制备高稳定的防污和防金属腐蚀表面的方法。

技术领域

本发明涉及防治海洋微生物腐蚀的方法，一种在金属上制备高稳定仿生超滑表面的方法。

背景技术

海洋微生物(细菌、真菌、微藻等)易于在金属表面附着，接着在金属表面形成生物膜。该生物膜的形成可以直接或者间接地加速金属在海洋环境中的腐蚀，从而加速海洋金属结构的破坏，造成严重的安全问题和经济损失，阻碍社会的快速发展。据统计，每年因微生物导致的金属腐蚀的经济损失占所有溶液中金属腐蚀的20％，因此开发一种高效稳定的防治微生物腐蚀的方法具有重要的意义。

研究者很早已经发现微生物的附着会导致金属腐蚀，同时也一直在研究有效的防治微生物导致腐蚀的方法。防治微生物腐蚀的根本是有效抑制微生物在金属表面的附着。目前防治微生物附着的方法主要有三种方法，一是通过物理的方法(超声、紫外照射等)除去表面已附着的微生物，但该方法需要特殊的设备和防污效率低，限制了其广泛的应用；二是基于杀生剂的化学防污法，虽然该方法可以有效杀死微生物，但随着微生物的耐药性增加，其杀死微生物的能力下降，且该方法对环境造成不良影响，也限制了其广泛的应用；第三种方法是仿生防污法，即通过模仿自然界生物的防污机制，开发出的一系列环境友好型的有效防污方法。其中受猪笼草口缘捕获食物的启发，研究者成功制备得到了仿生超滑表面，研究证实仿生超滑表面可以有效抑制微生物在表面的附着。此外，仿生超滑表面在水下具有较高的稳定性，润滑油膜在较小破坏下可以实现自修复，且润滑油对外界环境也没有危害，使其成为一种新兴的环境友好型防污方法。

目前已经有大量研究者在金属表面制备得到仿生超滑表面，结果表明仿生超滑表面可以有效抑制微生物在金属表面的附着及其导致的金属腐蚀。但超滑表面润滑油膜和基底在外力的作用下容易受到破坏，使得其防污性能严重下降甚至丧失。因此制备高稳定的仿生超滑表面将提高超滑表面的防污稳定性，进而有助于延长超滑表面的防污期限，进一步推动超滑表面在实际生产生活中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在金属上制备高稳定仿生超滑表面的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种在金属上制备高稳定仿生超滑表面的方法，将有机凝胶前驱物分散液固化于金属上，即可得到高稳定的仿生超滑表面；其中，有机凝胶前驱物分散液为有机凝胶前驱物和分散液，其中，有机凝胶前驱物为PDMS的主剂和固化剂(Sylgard 184)、硅油和乙烯基三乙氧基硅烷；溶液为分散于二氯甲烷中的疏水二氧化硅。

所述有机凝胶前驱物为PDMS的主剂和固化剂以质量比10-12:1混合，再加入一定粘度的硅油和乙烯基三乙氧基硅烷，其中，硅油与PDMS主剂质量比为2:10-4:10,乙烯基三乙氧基硅烷为PDMS主剂和固化剂总质量的1wt％-3wt％。

所述溶液为将二氧化硅加入到二氯甲烷中分散均匀，其中二氧化硅为PDMS主剂质量的1wt％-3wt％。

所述有机凝胶前驱物超声分散于含有二氧化硅的二氯甲烷中，而后搅拌除去二氯甲烷，将均匀的有机凝胶前驱分散液涂覆在打磨后的干净的金属表面上进行加热固化，即可得到高稳定的仿生超滑表面。

所述加热固化条件为在80-120℃下固化6-8h。

所述硅油的粘度或1000cst。

具体为：

1)有机凝胶前驱物的称取：将PDMS的主剂和固化剂以质量比10