资源描述
按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,NCKU,機 械 工 程 學 系,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,1,*,第十五屆海峽兩岸機械工程技術交流會,創新超疏水微結構的物性與加工方法的研究,成功大學機械系 李森墉教授,(,創意工程,;,工程分析,;,固力與振動,),Tel:886-6-2757575 ext.62150,E-mail:,syleemail.ncku.edu.tw,2012/7/27,於,宁夏,銀川,蓮花：出淤,泥,泥而不染，濯,清,清漣而不妖,語,語出宋朝周敦,頤,頤,愛蓮說,-,蓮花具自潔能,力,力,蓮花效應,(LotusEffect),一詞是在,1997,年由德國植物,學,學家,Barthlott,與,Neinhuis,研究蓮葉表面,現,現象時所創造,出,出的詞語。,(,一,),簡介蓮花,效,效應,(LotusEffect)-1/2,-4-,蓮花效應,(LotusEffect)-2/2,1.,水珠在蓮葉表,面,面上形成如球,狀,狀的高接觸角,(Contact Angle),2.,表面稍微傾斜,，,，可讓水珠滾,動,動並帶走表面,髒,髒污,-5-,(,二,),蓮花結構,(super-hydrophobicstructures),表面具有,5-15,m,m,大小的突柱狀,(Pillar),約,60nm,毫,毛之表皮細胞,(Epidermal Cell),2.,表面上覆蓋一,層,層約,100 nm,的蠟質結晶,(Wax Crystal),-6-,具類蓮花結構,之,之其他生物,約,200,種植物之樹葉,:dahlia,rose,tulips,iris,asphodels,drosera,eucalyptusand gingkobiloba.,動物,:water strider legs,butterfly wings,duck feathers,cicadas.,-7-,(,三,),蓮花效應的特,色,色,1.,防水,2.,具自潔能力,3.,固體與液體間,為,為滑動邊界,-8-,(,四,),蓮花效應之產,業,業應用,1.,太陽能熱水器,、,、太陽能發電,面,面板,(-,自潔,),2.,高樓大廈之表,面,面,/,玻璃惟幕,(-,自潔,),3.,古蹟維護、家,庭,庭衛浴設備,(-,防水,/,自潔,),4.,高山防結冰結,構,構,:,纜車、輸配電,塔,塔、建築,(-,防水,),5.,機翼防結冰結,構,構,-,飛航安全,(-,防水,),6.,醫院,/,大廈之通風管,路,路,(-,自潔,),7.,低,(,水、空氣,),阻力結構,:,泳衣、防水衣,、,、提高機翼,昇力、降低飛,機,機失速,(-,滑動邊界,),8.,葉克膜,(ECMO)/,洗腎機,(-,滑動邊界,),9.,集水膜,-9-,(,五,),發展現 況,(,產業界與學術,界,界,)-1/2,目前研究方法,基於仿生,(biomimicry),的概念,化學方式,:,改變表面性質,析出、塗佈奈,米,米顆粒,物理方式,:,改變表面粗糙,度,度,微,微機電製,程,程,:,蝕刻,(Etching),、,微影技術,(Lithography),、,轉印,-10-,發展現 況,(,產業界與學術,界,界,)-2/2,仿生研究方法,的,錯失,(1),無法量產,：,(,量產微結構,主要,方法是微轉印,),a.,無法,量產,納米毫毛,b.,轉印微,米凸狀,結構,時,不易,(air),c.,在轉印製造過,程,程,結構,易,產生破壞。,(2),結構強度弱，,施,施工性不足,(3),工程上使用條,件,件與,大自然者不同,-11-,(,六,),研究方向與突,破,破,-(1/4),創新的反自然,蓮,蓮花結構,-12-,接觸角,(Contact Angle),液體和固體接,觸,觸的地方形成,一,一個角度,，,靜態接觸角定,義,義為液滴在固,體,體表面上濕潤,所,所呈現的角度,，,，並可表示液,滴,滴於該表面的,濕,濕潤狀態。,水的表面張力,為,為,72 mN/m,，其值代表為,LV,液氣間界面之,表,表面張力,。,前進角與後退,角,角,(Advancing and recedingcontact angle),：,滑動角,模具製造,方法,飛秒雷射加工,機械加工,(V-cut),微機電製程,樣本製造,實驗樣本製作,成,成型,：,水滴撞擊材料,表,表面之動態量,測,測實驗,水滴約,5,L,大小，使水滴,自,自由落下至表,面,面，此時立刻,開,開啟拍攝儀器,，,，即可觀測水,滴,滴撞擊表面瞬,間,間的變化。,研究方向與突,破,破,-(2/4),實驗結果,(1/4),尺寸符號,(deg),前進角,ACA(deg),後退角,RCA(deg),遲滯值,Lotus,大於,140,143.90,0.96,138.59,1.90,5.31,2.86,Lotus_cracked,x,137.41,2.51,24.86,112.55,2.51,PDMS,116.6,116.56 1.02,80.96 1.72,35.56 2.74,165.4,164.71 2.17,155.32 1.40,9.39 3.57,169.33,168.50 0.47,163.13 0.68,5.37 1.15,-13-,研究方向與突,破,破,-(3/4),實驗結果,(2/4),水滴反彈情形,0 ms,9.8 ms,57.4ms,69.6ms,-14-,研究方向與突,破,破,-(4/4),實驗結果,(3/4),3.8 ms,5.8 ms,6.8 ms,10.2ms,14.6ms,水滴撞擊傾斜,之,之試片材料表,面,面,水滴於具微結,構,構表面傾斜,30,於,14cm,高處,落下之反彈情,形,形,太陽光模擬,I-V,量測系統,1.,採用（,2 cm*2 cm,）之,0.5 V,單晶太陽能模,組,組（達逸光電,有,有限公司），,如,如圖所示,(,樣品厚度,：,2mm),-15-,太陽光模擬,I-V,量測實驗結果,(4/4)(,各實驗試片之,最,最大輸出功率,-Pmax,）,結論,1.,一創新微米結,構,構具奈微米結,構,構,(,蓮花,結,結,構,),的超,疏,疏水,性,性與,自,自潔,能,能力,2.,可,微轉,印,印,技術,量產,3.,結構,強,強度,高,高且,耐,耐高,溫,溫、,耐,耐刮,傷,傷,4.,模具,結,結構,強,強度,高,高而,耐,耐用,5.,可製,成,成貼,紙,紙,，施,工,工性,佳,6.,具工,程,程與,醫,醫學,應,應用,價,價值,-15-,Thankyouforyourattention!,演讲,完,完毕,，,，谢,谢,谢观,看,看！,
展开阅读全文