CN101513760A - 一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法。该方法是将鲨鱼皮清理及化学处理后以鲨鱼皮为模板，经硅橡胶热压得到鲨鱼皮盾甲鳞微结构表面的硅橡胶膜；此方法包括以下步骤：1.鲨鱼皮清洗；2.脱水；3.压平；4.干燥；5.固化修补；6.硅橡胶和硫化剂混合硫化；7.将鲨鱼皮置于模具中注入硅橡胶；8.将模具置于热压力成型机固化；9.脱模得到鲨鱼皮盾甲鳞微结构表面的膜。以此生物倒膜方式微复制出鲨皮沟槽盾甲鳞结构的产品可以广泛应用在航运等行业。

Description

一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法
技术领域：
本发明涉及生物仿生领域的复制具有防藻减阻的生物沟槽盾甲鳞结构表面的产品的制备方法，尤其是一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法。
背景技术
目前饮用水使用的气浮除藻、氯等化学药剂杀藻存在藻类对于药物的耐受性等问题；耗电、工艺复杂。药物污染，不符合环保节能要求，已有明令禁止使用。
应用在航运业的防藻漆由于含铅、铜、杀虫剂已在世界范围有明令被禁止使用。而藤葫及其他海洋生物附着在船舶底部造成船体表面污损腐蚀，增加了航行拖拽阻力，使燃油耗增加30-40％。
鲨鱼的表皮具有盾甲鳞沟槽结构(如图1所示)，这种沟槽结构能够改变表皮层面附近的涡流状况，减小了与水的摩擦阻力，同时减少海洋微生物在其表皮上的附着。国外对仿生减阻，防藻，主要手段是通过模仿鲨鱼皮表面，设计了几何图型，制造模仿生物表面的几何图形的涂层抑制海藻及贝类附着，并起加速作用，达到节能，防生物污损作用。(美国专利号：US 7,143,709 B2名称：Surface Topographyfor Non-Toxic Bioadhesion Control控制生物附着的无毒表面结构  专利发明者：Brennan等人专利权人：美国佛州大学科研基金会  日期：2006年12月5日)
我们认为只有对鲨鱼结构最真实的复制，才能得到最佳减阻、防藻效果。因此发明了以生物倒膜方式微复制出鲨皮沟槽盾甲鳞结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题时提供一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法。
由此方法，可以获得具有鲨鱼皮盾甲鳞微结构表面的硅橡胶模产品，从而实现以仿生品替代鲨鱼皮的仿生目的。
为此，本发明解决所述问题的技术方案是：一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：将鲨鱼皮清洗、脱水、压平、干燥、固化修补；按比例将硅橡胶和硫化剂混和；再将所述鲨鱼皮置于模具内并注入硅橡胶，最后将模具置于热压力成型机固化、脱模。
并且，所述鲨鱼皮的清洗步骤是以1％～5％戊二醛清洗，并浸泡1～20小时。所述鲨鱼皮的脱水步骤是以1％～100％乙醇对鲨鱼皮做1～5次脱水；每次脱水1～60分钟。所述鲨鱼皮的压平步骤是以海绵覆于鲨鱼皮上以保护麟片完整；再置鲨鱼皮于水平板之间施以5MPa-2Mpa压力压平。所述鲨鱼皮的干燥步骤是将鲨鱼皮置于20℃～80℃的烘箱干燥1～6小时。所述鲨鱼皮的固化修补步骤是在干燥后的鲨鱼皮后涂一层1～2厘米厚的美国进口贝尔佐纳高分子固化材料，固化1～24小时。所述硅橡胶和硫化剂混和步骤是先将所述鲨鱼皮置于同样大小的模具中，再将所述液态硅胶和硫化剂以100∶0.5比例混合，浇注入模具中。所述鲨鱼皮的固化步骤是将模具置于热压力成型机以80℃～240℃固化1～-3分钟。所述鲨鱼皮的脱模步骤是将仿鲨鱼皮从所述模具中脱模，揭下硅橡胶，得到具有鲨鱼鳞甲微结构表面的硅橡胶模。
相比同类技术，由于本发明采用严格的将鲨鱼皮清洗、脱水、压平、干燥、固化修补；按比例将硅橡胶和硫化剂混和；再将所述鲨鱼皮置于模具内并注入硅橡胶，最后将模具置于热压力成型机固化、脱模的工艺步骤，因而可以获得最佳减阻、防藻效果的仿生鲨鱼皮制品。
附图说明
图1：是在显微镜下显示的放大鲨鱼皮结构图；
图2：是在显微镜下显示的本发明涉及的复制鲨鱼皮放大结构图；
图3是本发明涉及的制备仿生鲨鱼皮的工艺流程图。
具体实施方式
结合图3并比较图1与图2，本发明提供了一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：将鲨鱼皮清洗、脱水、压平、干燥、固化修补；按比例将硅橡胶和硫化剂混和；再将所述鲨鱼皮置于模具内并注入硅橡胶，最后将模具置于热压力成型机固化、脱模。
具体地说，通过以下实施例近一步阐明本发明的贡献：
实施例一
1.鲨鱼皮以1％-5％的戊二醛清洗，并浸泡20小时以上；
2.无水乙醇做5脱水处理，每次20-60分钟；
3.置于80℃烘箱干燥4-6小时；
4.在干燥后的鲨鱼皮后，涂一层1-2厘米高分子成形修补材料，室温固化24小时；
5.以液态硅胶和硫化剂以100∶0.5比例混合，放置模具中；
6.置鲨鱼皮于硅橡胶上，施以5MPa-2MPa压力压平，放入80℃～240℃硫化1-3分钟
7.揭下硅橡胶，得到具有鲨鱼鳞甲微结构表面的硅橡胶模。
实施例二
1.鲨鱼皮以3％的戊二醛清洗，并浸泡20小时；
2.无水乙醇做5脱水处理，每次40分钟；
3.置于80℃烘箱干燥6小时；
4.在干燥后的鲨鱼皮后，涂一层2厘米贝尔佐纳修补材料，室温固化24小时；
5.美国道康宁184号液态硅胶和硫化剂以100∶0.5比例混合，放置模具中；
6.置鲨鱼皮于硅橡胶上施以2MPa压力压平，放入150℃硫化3分钟；
7.揭下硅橡胶，得到具有鲨鱼鳞甲微结构表面的硅橡胶模。

Claims (9)

1.一种复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将鲨鱼皮清洗、脱水、压平、干燥、固化修补；按比例将硅橡胶和硫化剂混和；再将所述鲨鱼皮置于模具内并注入硅橡胶，最后将模具置于热压力成型机固化、脱模。
2.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的清洗步骤是以1％～5％戊二醛清洗，并浸泡1～20小时。
3.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的脱水步骤是以1％～100％乙醇对鲨鱼皮做1～5次脱水；每次脱水1～60分钟。
4.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的压平步骤是以海绵覆于鲨鱼皮上以保护麟片完整；再置鲨鱼皮于水平板之间施以5MPa-2Mpa压力压平。
5.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的干燥步骤是将鲨鱼皮置于20℃～80℃的烘箱干燥1～6小时。
6.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的固化修补步骤是在干燥后的鲨鱼皮后涂一层1～2厘米厚的美国进口贝尔佐纳高分子固化材料，固化1～24小时。
7.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶和硫化剂混和步骤是先将所述鲨鱼皮置于同样大小的模具中，再将所述液态硅胶和硫化剂以100∶0.5比例混合，浇注入模具中。
8.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的固化步骤是将模具置于热压力成型机以80℃～240℃固化1～-3分钟。
9.根据权利1所述的复制鲨鱼皮表面微形结构的制备方法，其特征在于，所述鲨鱼皮的脱模步骤是将仿鲨鱼皮从所述模具中脱模，揭下硅橡胶，得到具有鲨鱼鳞甲微结构表面的硅橡胶模。
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