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机械工程学院在仿生制造领域取得重要进展

来源:机械工程学院 时间:2018-01-03 15:24

近日,机械工程学院刘新副教授、宋金龙副研究员团队在仿生制造领域取得重要进展,研究成果发表在领域内国际著名期刊《Advanced Functional Materials》和《ACS Nano》。

溢油事故的频繁发生和工业废水的不断排放形成了大量油水混合物,造成严重的环境污染及经济损失。为有效去除大面积水面浮油,上述团队提出了一种以食盐颗粒为模板构建超疏水/超亲油多孔PVDF–MWCNT(多壁碳纳米管)海绵的绿色制造方法,即在200℃下加热PVDF粉末、MWCNT和食盐颗粒混合物,使PVDF粉末融化,冷却至室温后PVDF凝固,形成块状PVDF-MWCNT-食盐混合物,将其浸没在水中后食盐颗粒逐渐融化,从而形成多孔PVDF-MWCNT海绵状复合物,整个制造过程无需使用任何有机溶剂。该海绵对各种油类具有优异的吸附能力,并可通过挤压、加热或溶剂清洗的方式实现循环使用,在复杂环境中仍能保持优异的油水分离能力。上述研究成果以题为“食盐颗粒模板法制造可用于油水分离的PVDF-多壁碳纳米管多孔海绵”发表于国际著名期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子12.1),并被选为正封面论文。

液滴饼状弹跳超疏水表面因具有较小的液-固接触时间,在航空飞行器、卫星天线、高压电缆表面的防冻雨抗结冰方面具有广阔的应用前景。然而,现有可实现液滴饼状弹跳的超疏水柱状阵列直径≤100μm且高径比>10,难以大面积制造,进而成为进一步工程应用的瓶颈问题。为实现液滴饼状弹跳表面的大面积制造,上述团队深入研究了超疏水柱状阵列尺寸对液滴弹跳的影响规律,首次发现了毫米级直径及高径比小于1的超疏水柱状阵列便可实现液滴饼状弹跳,在此基础上提出了一种模具复制与纳米颗粒喷涂相结合的工艺,实现了液滴饼状弹跳表面的高效低成本大面积制造。另外,还通过调控超疏水柱状阵列的倾斜角度,实现了液-固接触时间、弹跳形状及弹跳方向的可逆控制。上述研究成果以题为“液滴饼状弹跳表面的大面积制造及弹跳状态的可逆调控”发表于国际著名期刊《ACS Nano》(影响因子13.9)。

相关介绍:

刘新,副教授,主要研究方向为超浸润及等离子体改性。近三年以第一作者或通讯作者身份在Advanced Functional Materials (IF12.1,正封面)、ACS Nano (IF13.9)、ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF5.9)、Scientific Reports(IF4.2)等期刊上发表SCI论文21篇,目前担任国际著名SCI期刊Micro & Nano letters的副编辑(Associate Editor)。

宋金龙,副研究员,德国洪堡学者,主要研究方向为特种加工与复合加工。入职以来,以第一作者或通讯作者身份在ACS Nano (IF13.9)、Journal of Materials Chemistry A (IF8.8)、ACS Applied Materials & Interfaces (IF7.5)、Nanoscale (IF7.3)、Lab on a Chip (IF6.0)、Scientific Reports (IF4.2)、The Journal of Physical Chemistry C (IF4.5)、Advanced Materials Interfaces (IF4.2)等国际著名期刊上发表SCI论文19篇,其中封面论文4篇。

论文链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201702926/full

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b04494

责任编辑:姚璐

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