專利名稱：仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿生集水聚合物針刺簇陣列及其制備方法，特別涉及仿天然仙人掌植物類中的黃毛掌結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列及其制備方法。
背景技術(shù)：
水是生命之源，隨著人口的持續(xù)增長和人類經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用水量也逐年増加，水資源的供應(yīng)已經(jīng)成為世界各國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的決定性因素之一。據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計大約有12億人，即世界人ロ的近五分之一，生活在物理性缺水地區(qū)，另有5億人正在接近這ー境況。另外由于污染、浪費(fèi)等不合理利用導(dǎo)致的可飲用水面臨的短缺問題更為迫切，目前全球約8. 84億人無法獲得安全的飲用水。新加坡國立大學(xué)教授WongPohPoh在一次地區(qū)會議上說，聯(lián)合國氣候變化研究小組表示，到2050年，全世界將有20億人面臨潔凈水的供應(yīng)短缺局面。為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的水資源短缺問題，不少國家已經(jīng)行動起來，積極投入，合理利 用水資源。霧是ー種隱性的水資源，里面所含的水滴直徑非常小，直徑只有I到40微米左右。世界上有許多干旱的山區(qū)、沿海岸和海島經(jīng)常被濃霧籠罩。利用霧水收集器將霧這種隱性的水轉(zhuǎn)化為顯性的可利用的水是解決水資源短缺的ー個出路。早在1901年，科學(xué)家就嘗試在南非的Table Mountain上實(shí)驗(yàn)對霧水進(jìn)行收集，但是直到1987年在智利北部干旱的沿海沙漠中，大規(guī)模的霧水收集才開始實(shí)施。他們用ー張長4米，寬10米的雙層鋼絲網(wǎng)豎立于多霧的空氣中，每天可收集249升的水，足夠一家人使用。也有人模仿沙漠甲蟲背部的親疏水交替圖案結(jié)構(gòu)，制備出圖案化集水復(fù)合薄膜(CN1872533A和CN1880592A)，還有人模仿天然蜘蛛絲的周期性紡錘結(jié)結(jié)構(gòu)制備出人工蜘蛛絲(Nature 2010. 463，640-643);將上述集水復(fù)合薄膜或由人工蜘蛛絲編織的網(wǎng)豎直固定于多霧的空氣中，也可以收集霧水。而在我國多霧的廬山上，人們采用在松樹下放置木桶的方法收集由松針表面聚集滴落的水滴。美國專利4，536，420中公開了ー種由交替丙烯酸類樹脂和交替ニ氧化硅的混合物制得的親水性涂層，該涂層表面具有開裂的疏水溝槽，且親水區(qū)域面積小于疏水區(qū)域，霧水滴可以先在親水區(qū)域形成水膜，累積后匯聚成大液滴，在疏水溝槽中流動，收集得到可使用的淡水。但是，上述方法的集水效率都不是很高，且有的成本確很高，無法滿足廣大缺水地區(qū)人們對水的需要；另外大量使用聚丙烯等難降解的塑料又會對環(huán)境造成危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述集水方法的集水效率不高，無法滿足廣大缺水地區(qū)人們對水的需要，且還存在集水成本高，對環(huán)境不友好的缺陷；基于對生活在沙漠中的耐旱的屬于仙人掌植物中的黃毛掌植物的研究，模仿天然黃毛掌植物的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，提供ー種具有多級微結(jié)構(gòu)，且可以協(xié)同作用，能夠高效地收集空氣中的微小液滴而使之成為可利用的淡水的仿天然仙人掌植物中的黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列。
本發(fā)明的另ー目的在于提供上述仿天然仙人掌植物中的黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備方法。本發(fā)明是從生活在極度干旱的沙漠中的屬于仙人掌植物中的黃毛掌利用空氣中的霧氣收集水分，解除干渴的現(xiàn)象中得到啟發(fā)的。本發(fā)明是利用天然黃毛掌植物作為模板，利用兩次二次復(fù)型得到模具，然后往得到的模具中注入聚合物溶液，制備得到了如圖2所示的具有類似作為模板的天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征(如圖I所示)的單根聚合物主針刺a。所述的聚合物主針刺a的形狀是錐形的，在所述的聚合物主針刺a的錐形頭部b處密集分布著錐形頭部朝向所述的聚合物主針刺a根部方向定向排列的形狀是錐形 的聚合物小針刺d，且所述的聚合物主針刺a和所述的聚合物小針刺d上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的聚合物主針刺a的中部和根部都沒有所述的聚合物小針刺d，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽C。將多根所述的聚合物主針刺a的根部在空間180°范圍內(nèi)以夾角α固定在一起，得到單個聚合物針刺簇；最后將多個所述的聚合物針刺簇按照不同的排列方式固定在疏水基底材料上，得到本發(fā)明的仿天然仙人掌植物中的黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列。本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，是由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的；所述的聚合物針刺簇是由多根根部被固定在一起的具有類似天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺構(gòu)成。所述的多根根部被固定在一起的具有類似天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺，是以相鄰的兩根所述的單根聚合物主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以夾角α為5-35°被固定在一起。所述的夾角α優(yōu)選為15_25°。所述的聚合物主針刺的形狀是錐形的，在所述的聚合物主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的聚合物主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的聚合物小針刺，且所述的聚合物主針刺和所述的聚合物小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的聚合物主針刺的中部和根部都沒有所述的聚合物小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。所述的由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的聚合物針刺簇陣列，按照聚合物針刺簇不同的排列方式，聚合物針刺簇陣列包括四方排列的點(diǎn)陣陣列、正三角形排列的點(diǎn)陣陣列和向外輻射發(fā)散的點(diǎn)陣陣列中的ー種。所述的聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ)、聚苯こ烯(PS)、聚偏氟こ烯(PVDF)、聚氨酯(I3U)、聚丙烯氰(PAN)中的ー種。所述的聚合物中還包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中的ー種或多種。所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯(商品名為光穩(wěn)定劑770)，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的聚合物溶液中的含量為O. 8wt%。所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酷，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的O. 3wt%。所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的O. lwt%。所述的抗氧化劑為2,6-ニ叔丁基-4-甲基苯酹(商品名UltranoxTM226),其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的I. 3wt%。所述的疏水基底材料包括聚四氟こ烯、有機(jī)玻璃等疏水材料中的ー種。本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備方法是利用天然黃毛掌植物作為模板，利用兩次二次復(fù)型得到具有天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的聚ニ甲基硅氧烷針刺模具，然后往得到的模具中注入聚合物溶液，制備得到了本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，該聚合物針刺簇陣列是由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的；所述的聚合物針刺簇是由多根根部被固定在一起的具有類似天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺構(gòu)成。該方法主要包括兩個步驟I.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺的制備；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備。I.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺的制備仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺的制備流程如圖3所示，包括四個步 驟天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定、天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型、天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的復(fù)型和單根聚合物主針刺的制備。具體制備過程如下I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將聚ニ甲基硅氧烷(PDMS)預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑(PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑優(yōu)選選自Dow Corning Corporation, USA,型號為SYLGARD (R) 184)雙組份膠液混合均勻，得到混合膠液，其中聚ニ甲基硅氧烷(PDMS)預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;用超聲和抽真空的方法對混合膠液除泡，取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于除泡后的混合膠液的表面；或?qū)⒒旌夏z液置于溫度為40-80°C (優(yōu)選溫度為55_65°C )的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為40_80°C (優(yōu)選溫度為60_65°C )的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，然后在40-60°C下用氟硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾(優(yōu)選修飾時間為12-24小時)，得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a氟硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲和抽真空的方法除泡后的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑(PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑優(yōu)選選自Dow CorningCorporation，USA，型號為SYLGARD (R) 184)雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為40-80°C (優(yōu)選溫度為60-65°C )的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，然后在40-60°C下用氟硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾(優(yōu)選修飾時間為12-24小時)，得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a氟硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲和抽真空的方法除泡后的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑(PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑優(yōu)選選自Dow Corning Corporation，USA，型號為SYLGARD (R) 184)雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為40-80°C (優(yōu)選溫度為60-65°C)的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單根聚合物主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定(可在顯微鏡下進(jìn)行操作)，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的聚合物溶液(可采用加壓的方法注入聚合物溶液)，然后在溫度為40-60°C的烘箱中固化，使聚合物溶液中的溶劑完全揮發(fā)(一般在12小時以上)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備采用上述制備所述單根聚合物主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺，然后將所得多根所述的單根聚合物主針刺的根部固定在一起，得到聚合物針刺簇；最后將多個所述的聚合物針刺簇固定在疏水基底材料上，得到本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列。所述的將多根所述的單根聚合物主針刺的根部固定在一起得到的聚合物針刺簇，是以相鄰的兩根所述的單根聚合物主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以夾角α為5-35°被固定在一起得到的。所述的夾角α優(yōu)選為15-25°。所述的聚合物主針刺的形狀是錐形的，在所述的聚合物主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的聚合物主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的聚合物小針刺，且所述的聚合物主針刺和所述的聚合物小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的聚合物主針刺的中部和根部都沒有所述的聚合物小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。所述的將多個所述的聚合物針刺簇固定在疏水基底材料上得到的聚合物針刺簇陣列，按照聚合物針刺簇不同的排列方式，所得聚合物針刺簇陣列包括四方排列的點(diǎn)陣陣列、正三角形排列的點(diǎn)陣陣列和向外輻射發(fā)散的點(diǎn)陣陣列中的ー種。步驟4)的步驟b所述的聚合物溶液的濃度為4_20wt%,優(yōu)選為7_15wt%。所述的聚合物溶液包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯こ烯(PS)、聚偏氟こ烯(PVDF)、聚氨酯O3U)、聚丙烯氰(PAN)的N-N-ニ甲基甲酰胺(DMF)溶液中的ー種。步驟4)的步驟b所述的聚合物溶液中還包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中的ー種或多種。所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯(商品名為光穩(wěn)定劑770)，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的聚合物溶液中的含量為O. 8wt%。所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酷，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的O. 3wt%。
所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的O. lwt%。所述的抗氧化劑為2,6-ニ叔丁基-4-甲基苯酹(商品名UltranoxTM226),其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的I. 3wt%。所述的超聲對混合液除泡的時間是5-15min，優(yōu)選是7_12min。所述的抽真空對混合液除泡的真空度是KT2-KT4Pa,除泡時間是10_25min，優(yōu)選是 15-18min。步驟I)所述的預(yù)交聯(lián)的時間為Omin <時間彡12min，優(yōu)選預(yù)交聯(lián)的時間為2min、4min、6min、8min、lOmin、12min。所述的親水化處理是在等離子體儀中，氣氛為空氣；放電功率為50-150 ，優(yōu)選為80-100w ;放電時間為l_5min，優(yōu)選為2_3min。所述的氟硅烷選自十七氟癸基三こ氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟代羊燒基ニこ氧基娃燒和十_■氣庚基丙基ニ甲氧基娃燒中的一種。所述的疏水基底材料包括聚四氟こ烯、有機(jī)玻璃等疏水材料中的ー種。本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列可用于收集霧水，且具有比沙漠甲蟲和蜘蛛絲更高的集水效率。這一功能來自于類似于天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的各級微結(jié)構(gòu)(錐形形狀的主針刺，朝向錐形形狀的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，主針刺和小針刺上的微米級和納米級的陣列溝槽，主針刺的中部和根部的微米級和納米級的螺旋溝槽)間的協(xié)同作用。從單根聚合物主針刺來看，錐形形狀的聚合物主針刺頭部的錐形聚合物小針刺的頂端，在霧水收集過程中充當(dāng)液滴的連續(xù)凝結(jié)點(diǎn)，之后由于聚合物小針刺的錐形結(jié)構(gòu)導(dǎo)致沿聚合物小針刺刺身方向在液滴的兩端出現(xiàn)朝向聚合物小針刺根部的拉普拉斯壓差，驅(qū)動凝結(jié)在聚合物小針刺尖端的小液滴向聚合物小針刺的根部運(yùn)動，最終到達(dá)錐形聚合物主針刺之上，與錐形聚合物主針刺上附近的液滴發(fā)生融合，新露出來的錐形聚合物小針刺頂端又可以凝結(jié)水滴。同時由于錐形聚合物小針刺上具有微米級和納米級的陣列溝槽結(jié)構(gòu)，使得液滴在錐形聚合物小針刺身上具有連續(xù)的固-液-氣三相接觸線(TCL),液滴運(yùn)動的摩擦大大減小,液滴運(yùn)動更加容易。當(dāng)小液滴由錐形聚合物小針刺上運(yùn)動至錐形聚合物主針刺上后，由于聚合物主針刺本身也是錐形的結(jié)構(gòu)，液滴同樣在拉普拉斯壓差的作用下向錐形聚合物主針刺的粗端部位(根部)運(yùn)動，在此過程中錐形聚合物主針刺的頭部充當(dāng)了液滴的有效收集點(diǎn)，同時由于錐形聚合物主針刺頭部具有朝向錐形聚合物主針刺根部方向定向排列的錐形聚合物小針刺，這種各項異性的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致液滴沿錐形聚合物小針刺排列方向(從錐形聚合物主針刺的頭部到根部方向)比逆著錐形聚合物小針刺的排列方向(從錐形聚合物主針刺的根部到頭部方向)運(yùn)動更加容易。拉普拉斯壓差驅(qū)動カ和各項異性結(jié)構(gòu)共同作用，液滴在錐形聚合物主針刺頭部的運(yùn)動更順利。當(dāng)液滴運(yùn)動到錐形聚合物主針刺中根部分布有螺旋溝槽的部位后，螺旋結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)導(dǎo)致出現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)附加的拉普拉斯壓差，液滴運(yùn)動的驅(qū)動カ變大，運(yùn)動也相應(yīng)的容易。這個過程中錐形聚合物主針刺的螺旋結(jié)構(gòu)部位起到了對液滴的快速傳輸作用。三個過程有機(jī)結(jié)合，協(xié)同作用，使得這種類似于天然仙人掌植物中黃毛掌針刺結(jié)構(gòu)的仿生聚合物針刺收集霧水的效率大大提聞。在單根聚合物主針刺收集霧水的基礎(chǔ)上，將多根聚合物主針刺在空間180°范圍內(nèi)整合成簇，與ニ維的平面結(jié)構(gòu)相比，集水點(diǎn)大大增多，集水效率提高。更重要的是，簇狀的 聚合物針刺使得凝結(jié)在單根聚合物主針刺上的液滴在運(yùn)動過程中隨著體積的增大很容易的與周圍鄰近聚合物主針刺上的液滴發(fā)生合并，液滴尺寸瞬間增大，所受重力急速増加，當(dāng)液滴重力増大到不足以抵消聚合物針刺表面對液滴的粘滯カ時液滴就掉落下來，聚合物主針刺的表面開始新一輪的霧水收集循環(huán)。集水點(diǎn)的增多和鄰近聚合物主針刺上液滴的合并，使得這種類似于天然仙人掌植物中黃毛掌針刺結(jié)構(gòu)的仿生聚合物針刺簇的集水效率顯著提高。模擬天然仙人掌植物中黃毛掌莖上多針刺簇的情形，將具有較高集水效率的聚合物針刺簇以不同的排列方式在疏水基底材料上排列成陣列，可以更顯著的増加集水點(diǎn)，使集水效率進(jìn)ー步提高。疏水基底的選擇保證了聚合物針刺簇上收集的水分不會被基底材料吸收。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于I.所用的聚合物價格低廉易得，節(jié)約了成本。2.所用的聚合物具有良好的戶外穩(wěn)定性，且對人體無害。3.通過添加紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑等，使得本發(fā)明提供的仿仙人掌植物中黃毛掌結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列不易降解，更為耐用，可延長使用年限。


圖I.本發(fā)明所用的天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)示意圖；其中a為錐形形狀的黃毛掌植物的主針刺，b為黃毛掌植物的主針刺的頭部，c為黃毛掌植物的主針刺的中根部，d為錐形黃毛掌植物的小針刺。圖2.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列；其中a為錐形形狀的聚合物主針刺,b為聚合物主針刺的頭部，c為聚合物主針刺的中根部，d為錐形聚合物小針刺。圖3.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列中的單根聚合物主針刺的制備流程示意圖。圖4.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列中的聚合物針刺簇的俯視圖(A)和側(cè)視圖(B)，其中α是聚合物針刺簇中相鄰兩根聚合物主針刺間的夾角。
圖5.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列中的四方排列的點(diǎn)陣陣列的俯視圖(A)和側(cè)視圖(B)，其中任意相鄰四個聚合物針刺簇中心的連線都組成ー個正方形。圖6.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列中的正三角形排列的點(diǎn)陣陣列的俯視圖(A)和側(cè)視圖(B)，其中任意相鄰三個聚合物針刺簇中心的連線都組成ー個正三角形。圖7.本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列中的向外輻射發(fā)散點(diǎn)陣陣列的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)ー步對本發(fā)明進(jìn)行說明，但所列舉的實(shí)施例中所用到的具體材料和用量以及其它エ藝條件不應(yīng)該認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。水接觸角的表征是用德國產(chǎn)的dataphisics 0CA20視頻接觸角測量儀上進(jìn)行的,所用水滴2 μ I, sessile drop模式下測 量。實(shí)施例中用到的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑都選自Dow CorningCorporation, USA，型號為 SYLGARD (R) 184。實(shí)施例II.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PMMA主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲5min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_4Pa，保持IOmin除去混合膠液中的小氣泡；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺(結(jié)構(gòu)如圖I所示)置于除泡后的混合膠液的表面；將除泡后的混合膠液在溫度為40°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為50W,放電時間為5min,所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十七氟癸基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，12小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三こ氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡5min，及用抽真空方法在真空度為10_4Pa下除小氣泡除IOmin后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為40°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為50W，放電時間為5min，所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十七氟癸基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，12小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三こ氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡5min，及用抽真空方法在真空度為10_4Pa下除小氣泡除IOmin后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度 為40°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PMMA主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有紫外線穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4wt%的PMMA的DMF溶液，其中紫外線穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯在PMMA的DMF溶液中的含量為O. 8wt%，然后在溫度為40°C的烘箱中固化，使含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PMMA針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列的制備采用上述制備所述單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以5°的夾角固定在一起，得到含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA針刺簇(結(jié)構(gòu)如圖4所示)；最后將多個所述的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA針刺簇按照四方排列的點(diǎn)陣固定在聚四氟こ烯板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列(結(jié)構(gòu)如圖5所示)。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60 μ m)的根部以5°的夾角固定在一起得到所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA針刺簇；進(jìn)ー步將所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯的PMMA針刺簇以O(shè). 5cm的中心間距在聚四氟こ烯板上排列成四方排列的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，単位面積、単位時間的集水量大約為O. 025—0. 030 μ 1/s · cm2。實(shí)施例2I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PS主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定
將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲15min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_2Pa，保持25min除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為80°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)2min得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺(結(jié)構(gòu)如圖I所示)置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為40°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為150W，放電時間為lmin，所用氣氛為空氣；然后在40°C下用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡15min，及用抽真空方法在真空度為10_2Pa下除小氣泡除25min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為80°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為150W，放電時間為lmin，所用氣氛為空氣；然后在40°C下用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡15min，及用抽真空方法在真空度為10_2Pa下除小氣泡除25min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為80°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PS主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有紫外線吸收劑2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20wt %的PS的DMF溶液，其中紫外線吸收劑2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的加入量為PS的DMF溶液重量的O. 2wt%,然后在溫度為60°C的烘箱中固化，使含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酷的PS的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PS針刺簇正三角形排列的點(diǎn)陣陣列的制備采用上述制備所述單根含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以35°的夾角固定在一起，得至IJ含有2-氰基-3，3-ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS針刺簇(結(jié)構(gòu)如圖4所示)；最后將多個所述的含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS針刺簇按照正三角形排列的點(diǎn)陣固定在有機(jī)玻璃板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有2-氰基-3，3-ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS針刺簇正三角形排列的點(diǎn)陣陣列(結(jié)構(gòu)如圖6所示)。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60 μ m)的根部以35°的夾角固定在一起得到所述的含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS針刺簇；進(jìn)ー步將所述的含有2-氰基-3，3- ニ苯基丙烯酸2-こ基己酯的PS針刺簇以O(shè). 5cm的中心間距在有機(jī)玻璃板上排列成正三角形排列的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，単位面積、単位時間的集水量大約為O. 020—0. 025 μ 1/s · cm2。
實(shí)施例3
I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PVDF主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重 量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲12min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_3Pa，保持15min除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為40°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)4min得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為80W，放電時間為4min，所用氣氛為空氣；然后在50°C下用十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，18小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡12min，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除15min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為80W，放電時間為4min，所用氣氛為空氣；然后在50 V下用十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，18小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡12min，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除15min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；
4)單個PVDF主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體 在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有臭氧穩(wěn)定劑苯酚三嗪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7wt%的PVDF的DMF溶液，其中苯酚三嗪的加入量為PVDF的DMF溶液重量的O. 08wt%，然后在溫度為50°C的烘箱中固化，使含有苯酚三嗪的PVDF的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有苯酚三嗪的PVDF主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PVDF針刺簇向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣陣列的制備采用上述制備所述單根含有苯酚三嗪的PVDF主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有苯酚三嗪的PVDF主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有苯酚三嗪的PVDF主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以25°的夾角固定在一起，得到含有苯酚三嗪的PVDF針刺簇；最后將多個所述的含有苯酚三嗪的PVDF針刺簇按照向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣固定在聚四氟こ烯板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有苯酚三嗪的PVDF針刺簇向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣陣列(結(jié)構(gòu)如圖7所示)。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有苯酚三嗪的PVDF主針刺(長度為I. 5mm,根部直徑為60 μ m)的根部以25°的夾角固定在一起得到所述的含有苯酚三嗪的PVDF針刺簇；進(jìn)ー步將所述的含有苯酚三嗪的PVDF針刺簇以3簇/cm2的密度在聚四氟こ烯板上排列成向外輻射發(fā)散的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，単位面積、単位時間的集水量大約為O. 025—0. 030 μ 1/s · cm2。實(shí)施例4I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PU主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲7min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_4Pa，保持ISmin除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為65°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)6min得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為65°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為100W，放電時間為3min，所用氣氛為空氣；然后在50°C下用十七氟癸基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡7min，及用抽真空方法在真空度為10_4Pa下除小氣泡除18min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為65°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型 a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為100W，放電時間為3min，所用氣氛為空氣；然后在50°C下用十七氟癸基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡7min，及用抽真空方法在真空度為10_4Pa下除小氣泡除18min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為65°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PU主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有抗氧化劑2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15wt%的PU的DMF溶液，其中2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的加入量為I3U的DMF溶液重量的1.0被％，然后在溫度為40で的烘箱中固化，使含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的I3U的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的I3U主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的!3U針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列的制備采用上述制備所述單根含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的I3U主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以15°的夾角固定在一起，得到含有2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PU針刺簇；最后將多個所述的含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的I3U針刺簇按照四方排列的點(diǎn)陣固定在有機(jī)玻璃板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PU針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列(結(jié)構(gòu)如圖5所示)。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60μπι)的根部以15°的夾角固定在一起得到所述的含有2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PU針刺簇；進(jìn)ー步將所述的含有2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的I3U針刺簇以O(shè). 5cm的中心間距在有機(jī)玻璃板上排列成四方排列的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，單位面積、單位時間的集水量大約為O. 020-0. 030 μ 1/s · cm2。 實(shí)施例5I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PAN主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲IOmin除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_3Pa，保持20min除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為55°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)Smin得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為120W，放電時間為2min，所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十七氟癸基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡lOmin，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除20min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為120W，放電時間為2min，所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十七氟癸基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十七氟癸基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡lOmin，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除20min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PAN主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為IOwt %的PAN的DMF溶液，然后在溫度為60°C的烘箱中固化，使PAN的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根PAN主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PAN針刺簇正三角形排列的點(diǎn)陣陣列的制備采用上述制備所述單根PAN主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根PAN主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根PAN主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以20°的夾角固定在一起，得到PAN針刺簇；最后將多個所述的PAN針刺簇按照正三角形排列的點(diǎn)陣固定在聚四氟こ烯板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PAN針刺簇正三角形排列的點(diǎn)陣陣列(結(jié)構(gòu)如圖6所示)。所述的PAN主針刺的形狀是錐形的，在所述的PAN主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的PAN主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的PAN小針刺，且所述的PAN主針刺和所述的PAN小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的PAN主針刺的中部和根部都沒有所述的PAN小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的PAN主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60 μ m)的根部以20°的夾角固定在一起得到所述的PAN針刺簇；進(jìn)ー步將所述的PAN針刺簇以O(shè). 5cm的中心間距 在聚四氟こ烯板上排列成正三角形排列的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，單位面積、單位時間的集水量大約為O. 020-0. 030 μ 1/s · cm2。實(shí)施例6I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PMMA主針刺的制備
I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲12min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_3Pa，保持18min除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為60°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)IOmin得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的TOMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為100W，放電時間為2min，所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián) 的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡12min，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除18min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的TOMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的PDMS層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的PDMS層中；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為100W，放電時間為2min，所用氣氛為空氣；然后在60°C下用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡12min，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除18min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PMMA主針刺的制備
a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有紫外線穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及抗氧化劑2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12wt%的PMMA的DMF溶液，其中雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯在PMMA的DMF溶液中的含量為O. 8wt%,2,6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的加入量為PMMA的DMF溶液重量的O. 8wt%，然后在溫度為50°C的烘箱中固化，使含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA主針刺；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PMMA針刺簇向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣陣列的制備
采用上述制備所述單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以12°的夾角固定在一起，得到含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA針刺簇；最后將多個所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA針刺簇按照向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣固定在有機(jī)玻璃板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA針刺簇向外輻射發(fā)散排列的點(diǎn)陣陣列。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60 μ m)的根部以12°的夾角固定在一起得到所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA針刺簇；進(jìn)ー步將所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷，及2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的PMMA針刺簇以3簇/cm2的密度在聚四氟こ烯板上排列成向外輻射發(fā)散的點(diǎn)陣陣列；在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，単位面積、単位時間的集水量大約為 O. 025-0. 035 μ 1/s · cm2。實(shí)施例7I.請參見圖3，仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的單根PS主針刺的制備I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定將PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻后得到混合膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;對混合膠液先用超聲波超聲15min除去混合膠液中的大氣泡，然后再對混合膠液抽真空至真空度為10_3Pa，保持18min除去混合膠液中的小氣泡；將除泡后的混合膠液置于溫度為60°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)12min得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面；在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的PDMS中處于半浸沒的固定狀態(tài)；2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為80W，放電時間為3min，所用氣氛為空氣；然后在40°C下用十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián) 的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的PDMS置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，等離子體儀設(shè)置的放電功率為80W，放電時間為3min，所用氣氛為空氣；然后在40 V下用十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行疏水化修飾，24小時后得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS ;水在所得的疏水化的交聯(lián)的PDMS表面的接觸角大于110° ；b在步驟a十三氟代辛烷基三こ氧基硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的PDMS的表面，再澆ー層混合均勻且用超聲波除大氣泡15min，及用抽真空方法在真空度為10_3Pa下除小氣泡除18min后得到的無泡的PDMS預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中PDMS預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;然后在溫度為60°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的PDMS ;將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的PDMS揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的PDMS上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體；4)單個PS主針刺的制備a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體在顯微鏡下進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的PDMS針刺模具；b采用加壓的方法，向步驟a)得到的PDMS針刺模具中注滿已配好的含有紫外線穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、抗氧化劑2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚及臭氧穩(wěn)定劑苯酚三嗪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7wt%的PS的DMF溶液，其中雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酯在PS的DMF溶液中的含量為O. 8wt%,2,6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚的加入量為PS的DMF溶液重量的O. 6wt%,苯酚三嗪的加入量為PS的DMF溶液重量的O. 05wt%,然后在溫度為40°C的烘箱中固化，使含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS的DMF溶液中的DMF溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS主針刺(結(jié)構(gòu)如圖2所示)；II.仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的PS針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列的制備
采用上述制備所述單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS主針刺的方法，制備出多根具有類似天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS主針刺，然后將相鄰的兩根所述的單根含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以10°的夾角固定在一起，得到含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS針刺簇；最后將多個所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS針刺簇按照四方排列的點(diǎn)陣固定在聚四氟こ烯板上，得到仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS針刺簇四方排列的點(diǎn)陣陣列。所述的主針刺的形狀是錐形的，在所述的主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的小針刺，且所述的主針刺和所述的小針 刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的主針刺的中部和根部都沒有所述的小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。將ー百根所述的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS主針刺(長度為I. 5mm，根部直徑為60 μ m)的根部以10°的夾角固定在一起得到所述的含有雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6_ ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS針刺簇。進(jìn)ー步將所述的含有雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2，6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚及苯酚三嗪的PS針刺簇以O(shè). 5cm的中心間距在聚四氟こ烯板上排列成四方排列的點(diǎn)陣陣列，在20-30cm/s飽和水蒸汽流氣氛下，単位面積、單位時間的集水量大約為O. 025-0. 035 μ 1/s · cm2。
權(quán)利要求
1.一種仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的聚合物針刺簇陣列是由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的；所述的聚合物針刺簇是由多根根部被固定在一起的具有天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的多根根部被固定在一起的具有天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺，是以相鄰的兩根所述的單根聚合物主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以夾角a為5-35°被固定在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的聚合物主針刺的形狀是錐形的，在所述的聚合物主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的聚合物主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的聚合物小針刺，且所述的聚合物主針刺和所述的聚合物小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的聚合物主針刺的中部和根部都沒有所述的聚合物小針刺，而是分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的聚合物選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯氰中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的聚合物中還包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，其特征是所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6_四甲基哌啶基)癸二酸酯，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的聚合物溶液中的含量為0. 8wt% ； 所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸2-乙基己酯，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的0. 3wt% ； 所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的0. Iwt % ； 所述的抗氧化劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的I. 3wt%。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備方法，其特征是所述的制備方法是利用天然黃毛掌植物作為模板，利用兩次二次復(fù)型得到具有天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷針刺模具，然后往得到的模具中注入聚合物溶液，制備得到了所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，該聚合物針刺簇陣列是由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的；所述的聚合物針刺簇是由多根根部被固定在一起的具有天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，所述的聚合物針刺簇陣列的制備方法是 I)天然黃毛掌植物針刺的半浸沒狀態(tài)的固定 將聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液混合均勻，得到混合膠液，其中聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I;用超聲和抽真空的方法對混合膠液除泡，取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于除泡后的混合膠液的表面；或 將混合膠液置于溫度為40-80°C的熱臺上進(jìn)行預(yù)交聯(lián)得到預(yù)交聯(lián)體；取一根新鮮的天然黃毛掌植物針刺置于所得預(yù)交聯(lián)體的表面； 在溫度為40-80°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷，且天然黃毛掌植物針刺在完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷中處于半浸沒的固定狀態(tài)； 2)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型 a將步驟I)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的完全交聯(lián)的PDMS的一面進(jìn)行親水化處理，然后在40-60°C下用氟硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷的一面進(jìn)行疏水化修飾。得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷； b在步驟a氟硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷的表面，再澆一層混合均勻且用超聲和抽真空的方法除泡后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為40-80°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷；將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，天然黃毛掌植物針刺同時被轉(zhuǎn)移到后交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷層上，并且天然黃毛掌植物針刺的另半面標(biāo)記為B的半面，此時以半浸沒的固定狀態(tài)處于后交聯(lián)的聚二甲基娃氧燒層中； 3)天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型 a將步驟2)得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷置于等離子體處理儀中，對固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷的一面進(jìn)行親水化處理，然后在40-60°C下用氟硅烷蒸汽對已進(jìn)行親水化處理的固定有天然黃毛掌植物針刺的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷的一面進(jìn)行疏水化修飾，得到固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷； b在步驟a氟硅烷修飾后得到的固定有天然黃毛掌植物針刺的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷的表面，再澆一層混合均勻且用超聲和抽真空的方法除泡后的聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物和與其配套使用的固化劑雙組份膠液，其中聚二甲基硅氧烷預(yù)聚物膠液與固化劑膠液的重量比為10 I ;然后在溫度為40-80°C的烘箱中固化，得到完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷；將在天然黃毛掌植物針刺兩表面得到的前后兩次完全交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷揭開，在步驟a得到的疏水化的交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷上得到天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B 的半面復(fù)型體； 4)單根聚合物主針刺的制備 a將步驟2)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為A的半面復(fù)型體，與步驟3)得到的天然黃毛掌植物針刺的半面標(biāo)記為B的半面復(fù)型體進(jìn)行對準(zhǔn)吻合后固定，得到一完整的具有天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷針刺模具；b向步驟a)得到的聚二甲基硅氧烷針刺模具中注滿已配好的聚合物溶液，然后在溫度為40-60°C的烘箱中固化，使聚合物溶液中的溶劑完全揮發(fā)；揭掉所述的A、B兩半面復(fù)型體，得到具有天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺； 5)仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列的制備 將采用上述制備方法得到的多根具有天然黃毛掌植物針刺結(jié)構(gòu)的單根聚合物主針刺的根部固定在一起，得到聚合物針刺簇；將多個所述的聚合物針刺簇固定在疏水基底材料上，得到所述的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其特征是所述的將多根所述的單根聚合物主針刺的根部固定在一起得到的聚合物針刺簇，是以相鄰的兩根所述的單根聚合物主針刺的根部，在空間180°范圍內(nèi)以夾角a為5-35°被固定在一起得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征是所述的聚合物主針刺的形狀是錐形的，在所述的聚合物主針刺的錐形頭部處分布著錐形頭部朝向所述的聚合物主針刺根部方向定向排列的形狀是錐形的聚合物小針刺，且所述的聚合物主針刺和所述的聚合物小針刺上都分布有微米級和納米級的陣列溝槽；所述的聚合物主針刺的中部和根部都沒有所述的聚合物小針刺，而是密集分布著微米級和納米級的螺旋溝槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其特征是所述的聚合物溶液的濃度為4-20wt%。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征是所述的聚合物溶液選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯氰的N-N-二甲基甲酰胺溶液中的一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求7、8或12所述的制備方法，其特征是所述的聚合物溶液中還包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中的一種或多種。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征是所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的聚合物溶液中的含量為 0. 8wt% ； 所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸2-乙基己酯，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的0. 3wt% ； 所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的0. Iwt % ； 所述的抗氧化劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，其在制備所述的單根聚合物主針刺時的加入量小于聚合物溶液重量的I. 3wt%。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是所述的超聲對混合液除泡的時間是5_15min ； 所述的抽真空對混合液除泡的真空度是10_2-10_4Pa，除泡時間是10-25min。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是步驟I)所述的預(yù)交聯(lián)的時間為Omin< 時間 < 12min。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是所述的親水化處理是在等離子體儀中，氣氛為空氣；放電功率為50-150W ;放電時間為l-5min。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是所述的氟硅烷選自十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基 娃焼中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及仿生集水聚合物針刺簇陣列及其制備方法，特別涉及仿天然仙人掌植物類中的黃毛掌結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列及其制備方法。本發(fā)明是利用天然黃毛掌植物作為模板，利用兩次二次復(fù)型得到模具，然后往得到的模具中注入聚合物溶液，制備得到了本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列，該聚合物針刺簇陣列是由固定在疏水基底材料上的多個聚合物針刺簇構(gòu)成的；所述的聚合物針刺簇是由多根根部被固定在一起的具有類似天然黃毛掌植物所具有的針刺狀結(jié)構(gòu)特征的單根聚合物主針刺構(gòu)成。本發(fā)明的仿天然黃毛掌植物結(jié)構(gòu)的聚合物針刺簇陣列可用于收集霧水，且具有比沙漠甲蟲和蜘蛛絲更高的集水效率。
文檔編號E03B3/28GK102677738SQ201110062738
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者柏浩, 江雷, 鄭詠梅, 鞠婕 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所