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| 1 | 致灾农业昆虫捕集滑板表面结构仿生构建与性能验证显示文摘致灾农业昆虫光电诱导滑移捕集技术中,致使昆虫产生良好滑移行为的捕集滑板是获取该技术高效应用的关键。红瓶猪笼草(Nepenthes alata)叶笼滑移区依靠特殊形貌对昆虫附着系统表现出显著滑移功能,为致灾农业昆虫捕集滑板的研制提供了仿生原型。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)与三维白光形貌干涉仪(scanning white light interferometer,SWLI)对滑移区表面微形貌进行观测分析并获取三维结构参数,据此构建了致灾农业昆虫捕集滑板表面结构的仿生模型;采用激光微纳加工技术和高压静电吸附技术实现捕集滑板的仿生制备。为验证仿生制备致灾农业昆虫捕集滑板功效,测试了蝗虫(Locusta migratoria manilensis)在捕集滑板和仿生原型的附着力,结果分别为(402.9±26.1)m N和(361.9±25.5)m N,相近的附着力预示研制的致灾农业昆虫捕集滑板具有与仿生原型类似的性能。 | 王立新 黄风山 周强 | 2015 | 农业工程学报2015，31，20： | 9 |
| 2 | Slippery Surface of Nepenthes alata Pitcher: The Role of Lunate Cell and Wax Crystal in Restricting Attachment Ability of Ant Camponotus japonicus Mayr显示文摘 | Lixin Wang Shiyun Dong Qiang Zhou | 2016 | Journal of Bionic Engineering2016，13，3： | 8 |
| 3 | 超疏水表面仿生原型制备技术研究分析显示文摘超疏水表面(superhydrophobic surface)是指水滴静态接触角>150°且滚动角<10°的材料表面,广泛应用于自清洁、防腐蚀、疏水抑冰与船舰减阻等诸多工程领域。基于仿生工程学原理,人们对典型超疏水仿生原型进行广泛研究,以期获取超疏水表面研制的理论基础。从呈现超疏水润湿现象的典型动植物体表入手,综述其表面微形貌结构特征对超疏水润湿特性的影响机制,介绍材料表面超疏水润湿行为量化表征的数学模型;重点关注仿生超疏水表面制备技术的最新研究进展,包括传统制备方法与3D打印制备技术,以及超疏水表面制备样件的功效表征;分析指出仿生超疏水表面的低成本、大面积、功效持久性是该领域未来发展的重要方向。研究成果可加深学者对超疏水润湿特性的认知,推动超疏水表面仿生研制新思路、新方法、新技术的发展。 | 王立新 张硕研 纪运广 张琳琳 | 2020 | 河北科技大学学报2020，41，1： | 4 |
| 4 | 工程仿生领域猪笼草叶笼研究现状及发展趋势显示文摘猪笼草叶笼能够捕集昆虫并将其消化成生长所需的营养元素,依据宏/微观形貌结构差异可划分为盖子、口缘、滑移区与消化区等区域。口缘密布楔形盲孔的辐射状沟脊结构可使液膜产生定向移动,滑移区形貌结构呈现抑制昆虫附着、低黏附超疏水等特性,受到学者普遍关注并逐步成为研究热点。从口缘与滑移区在工程仿生领域的研究现状入手,介绍其形貌结构特征与功能特性,重点关注以其为仿生原型制备液膜定向传输、昆虫滑移捕集、超疏水等功能表面的研究进展,并对未来需要关注的研究内容进行分析,从而进一步加深人们对叶笼形貌结构与功能特性的认识,为功能表面仿生研制提供新思路。 | 王立新 吴树静 李山山 | 2018 | 河北科技大学学报2018，39，3： | 4 |
| 5 | 东亚飞蝗体表润湿性测试及疏水机理分析显示文摘为探寻用于疏水表面制备的仿生原型,测试了东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)体表典型部位的润湿性。采用扫描电子显微镜和三维形貌干涉仪对体表微形貌结构进行了观测,基于Wenzel模型和Cassie-Baxter模型简要分析了体表典型部位的疏水机理。结果表明,体表不同部位的润湿性呈现差异,其中水滴在内翅表面的接触角相对较大(132.92±4.73)°,在外翅表面的接触角相对较小(119.47±4.32)°,在颈部和口器表面的接触角介于两者之间。外翅表面分布着~100μm级脊状凸起和纳米级蜡质膜层,内翅表面覆盖着毫米-微米级脊状凸起和大量微米-纳米级乳突,颈部和口器表面呈现凹凸起伏的毫米-微米级形貌结构,小区域的颈部和口器表面展现出相当光滑的微形貌。内翅因具有由脊状凸起和乳突构成的复合尺度结构而能使水滴产生CassieBaxter接触状态,从而呈现相对较大的接触角;其他典型部位的表面微形貌结构使水滴产生Wenzel接触状态而呈现相对较小的接触角。研究结果不仅能够量化表征东亚飞蝗体表典型部位的润湿特性,还可为疏水表面结构的仿生制备提供参考。 | 王立新 | 2017 | 河北科技大学学报2017，38，5： | 4 |
| 6 | 基于液状PDMS的共价键合型动态双疏表面及其自清洁功能显示文摘目的通过简便的方法在惰性基底上构建具有稳定动态双疏性能和自清洁功能的表面。方法利用非化学计量比的硅橡胶前体表面具有的硅氢键和单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷之间的氢化硅烷化反应,在惰性不锈钢基底上制得透明、平滑、无氟、稳定的基于液状PDMS的共价键合型动态双疏表面CBDOS(Covalently-Bonded Dynamically-Omniphobic Surface)。通过ATR-FTIR和XPS表征表面的化学组成,通过AFM和FE-SEM分析表面形貌,通过液滴形状分析仪测定表面的接触角CA值、滑动角SA值和接触角滞后CAH值。结果分析证实液状PDMS已被成功键合在CBDOS表面,且表面具有纳米级粗糙度,均方根粗糙度Rq仅为0.964 nm。同时,表面具有卓越的动态双疏性能和良好的储存稳定性,水的SA值为2.20°、CAH值为1.75°,正十六烷的SA值为7.33°、CAH值为7.34°。这使CBDOS对极性或非极性、相溶或不相溶、水溶性或油溶性的污染物都展现出良好的自清洁功能。结论CBDOS极端均匀平滑的表面形貌及其上单端共价键合的液状PDMS所具有的高度移动性和柔韧性,使其获得卓越的动态双疏性能和自清洁功能。本方法简便,条件温和,对环境无污染,并可拓展应用于各类基底。同时,由于液状PDMS是共价键合在材料表面,可有效增强动态双疏表面的稳定性。 | 黄颖芬 | 2022 | 表面技术2022，51，4： | 2 |
| 7 | 猪笼草叶笼滑移区各向异性超疏水润湿特性表征与机理分析显示文摘为获取各向异性超疏水表面研制的仿生原型,采用接触角测量仪测试表征了猪笼草(Nepenthes alata)叶笼滑移区的各向异性超疏水润湿特性,采用扫描电镜和三维形貌干涉仪观测滑移区形貌结构并提取三维特征信息,分析滑移区形貌结构对各向异性超疏水润湿特性的影响机理。结果表明:水滴在滑移区的接触角为(155.07±1.14)°,朝向叶笼底部和顶部的滚动角分别为(2.82±0.45)°和(5.40±0.31)°;滑移区覆盖着两端朝向叶笼内部弯曲且具有不对称凸面表层轮廓的微米级月骨体,以及形貌轮廓不规则且交错排列成致密孔洞结构的纳米级蜡质晶体,其中能够蓄留空气的蜡质晶体是产生超疏水润湿特性的重要因素;月骨体在不同方向的斜坡结构、悬崖结构致使水滴在滑移区滚动难易程度呈现差异,从而导致滚动角的显著不同与各向异性超疏水润湿现象的产生。 | 王立新 张琳琳 张硕研 周强 | 2020 | 中国农业大学学报2020，25，8： | 2 |
| 8 | 灾害蝗虫附着系统爪尖的剪切强度测算显示文摘蝗虫爪尖能够形成用于稳固附着的机械锁合,抑制蝗虫在捕集滑板表面的滑移行为。为获取用于蝗虫捕集滑板研制的爪尖强度信息,利用自行设计的昆虫微力测试系统测试了蝗虫前足、中足、后足爪尖的剪切力;采用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析了蝗虫爪尖及其断裂面的微形貌结构与几何特征,计算了爪尖断裂面的截面积,并据此测算了蝗虫爪尖的剪切强度。结果表明爪尖的剪切力介于197.4~243.6 mN,其中前足爪尖的剪切力最大,后足居中,中足最小;爪尖断裂面表现出层状的复合结构且具有显著不同的截面积(10 847.6~13 908.5μm2);测算结果表明蝗虫爪尖的剪切强度介于14.2~22.5 MPa。该研究可为研制具有良好滑移功能蝗虫捕集滑板提供参考,并可促进灾害蝗虫光电诱导滑移捕集技术的发展。 | 王立新 崔彦平 周强 | 2014 | 农业工程学报2014，30，17： | 1 |
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