超疏水氧化锌反蛋白石结构制备及其电湿润之应用摘要-国立交通大学.PDF

超疏水氧化鋅反蛋白石結構製備及其電濕潤之應用 研究生 〆陳儷尹 指導教授〆吳樸偉 博士 國立交通大學材料科學與工程學系 摘 要 本研究成功地以簡單快速的方法製備氧化鋅 反蛋白石 (ZnO Inverse Opal ，ZIO)結構， 並利用其奈米結構加上低表面能分子的修飾 ，展現出明 顯的 介電濕潤(Electro-Wetting on Dielectric 々EWOD)效應。以無乳化聚合法 合成出粒徑 720 nm的聚苯乙烯 (PS)微球，並利用電泳沉積法 (Electrophoretic Deposition ，EPD)製備 fcc整齊排列的 PS膠體晶體。接著以 定電位電鍍 ZnO 至膠體晶體孔隙中。將 PS 球移除後，即可獲得有序排列的 ZIO結構。 以單 分子層吸附的方式，將 FAS-17吸附 於 ZIO 結構表面 ，可得到具有超疏水 (Superhydrophobic)性質的 ZIO結構。 將水珠滴在超疏水 ZIO結構 上，外加 交流電壓 ，隨著電壓增加，觀察水珠形貌的改變，可發現ZIO 結構由 超疏 水 性轉變為親水性 。此外，藉由製備不同厚度的反結構，可以得到不同 EWOD 效果，且從電位和接觸角的關係中，能夠看出液滴在外加電位時， 突破能量的障礙，由 Cassie轉換為 Wenzel的狀態 。 i Fabrication of Superhydrophobic Zinc Oxide Inverse Opals for Electrowetting Applications Student: Li-Yin Chen Advisor: Dr. Pu -Wei Wu Department of Materials Science and Engineering National Chiao Tung University Abstract Polystyrene (PS) microspheres were synthesized by an emulsifier-free polymerization method with narrow particle size distribution. Electrophoretic deposition (EPD) technique was adopted to produce large-scaled PS colloidal crystals with reduced defects on ITO substrates. Subsequently, ZnO was electroplated into the interstitial voids within colloidal crystals. After the removal of PS template with sintering and chemicals, ZnO inverse opals were successfully formed. Both opal and inverse opal films exhibited characteristic photonic band gaps. ZnO inverse opals were surface-modified by fluoroalkylsilane (FAS-17) to render desirable super-hydr