一种集水自灌溉棚膜
阅读：391发布：2022-10-02
专利汇可以提供一种集水自灌溉棚膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种集 水 自 灌溉 棚膜，所述棚膜由具有微米结构凸起单元的棚膜基材和涂覆在棚膜基材表面的 二 氧 化 硅 纳米涂层构成；所述 二氧化硅 纳米涂层 覆盖 在棚膜基材微米结构凸起单元表面；所述微米结构凸起单元为四面体结构或立方体结构所述二氧化硅纳米涂层中二氧化硅粒子的直径为20-300nm。本实用新型的棚膜具有亲疏水分区的表面，使湿润空气中水蒸气在冷热气温变化过程中在亲水区域 凝结 成水滴，水滴聚集变大后，在疏水微结构表面附着 力 小于重力，在表面滚落，进入水滴收集渠道，实现集水功能，本实用新型的棚膜的集水功能无需借助任何外在 能源 驱动，具有绿色无污染的优点，收集得到的水可用于灌溉。具有良好的应用前景和经济意义。，下面是一种集水自灌溉棚膜专利的具体信息内容。
一种集水自灌溉棚膜
技术领域
背景技术
[0002] 当前，我国农业棚膜用量广泛，以棚膜技术为代表的产业包括蔬菜、瓜果、育苗及多种养殖系列产业。但当前绝大多数农业棚膜功能单一，附加值低，仅仅保持温室水分和增加空间温度为主要目的。另一方面，针对该领域农业技术的内在特性，棚膜农业通常对水资源要求苛刻，为维持正常作物及养殖单元生长，耗费大量水资源不可避免。因此，由于水资源的限制，使得棚膜技术在水资源相对匮乏地区的应用受到显著限制。如何突破水资源限制，在相对干旱地区(如：沙漠、荒原、山地等)对栽培和养殖业进行棚膜技术推广，对于提升我国农业生产力，解决地区农业发展瓶颈难题意义重大。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是为了克服上述现有棚膜单一功能缺点，提供一种集水自灌溉棚膜，该棚膜的集水功能不需要借助任何外在能源驱动，具有绿色无污染的优点，实现集水灌溉。
[0004] 本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
[0005] 一种集水自灌溉棚膜，所述棚膜由具有微米结构凸起单元的棚膜基材和涂覆在棚膜基材表面的二氧化硅纳米涂层构成；所述二氧化硅纳米涂层覆盖在棚膜基材微米结构凸起单元表面；所述微米结构凸起单元为四面体结构或立方体结构，四面体结构中四面体的底边边长为10微米，高为8微米，相邻四面体底端为间距为5微米，顶端间距为20微米；立方体结构中立方体的边长为8微米，相邻立方体的间距为15微米；所述二氧化硅纳米涂层中二氧化硅粒子的直径为20-300nm。
[0006] 进一步地，所述棚膜基材包括聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、玻璃。
[0007] 本实用新型的有益效果：本实用新型的棚膜具有亲疏水分区的表面，使湿润空气中水蒸气在冷热气温变化过程中在亲水区域凝结成水滴，水滴聚集变大后，在疏水微结构表面附着力小于重力，在表面滚落，进入水滴收集渠道，实现集水功能，本实用新型的棚膜的集水功能无需借助任何外在能源驱动，具有绿色无污染的优点，收集得到的水可用于灌溉，具有良好的应用前景和经济意义。附图说明
[0008] 图1正四面体型结构示意图
[0009] 图2立方体型结构示意图
[0010] 图3四面体形结构集水原理示意图
[0011] 图4立方体形结构集水原理示意图
具体实施方式
[0012] 本实用新型受纳米比亚沙漠甲虫(Namib Desert beetle)外壳独特集水功能启发，首次公开一种具有从湿润空气中汲取水分，凝结形成雾滴并聚集和收集液滴功能的棚膜。本实用新型是以纳米比亚沙漠甲虫表面微结构为基本仿生研究模型，并在此基础上通过对棚膜作业结构设计，获得自集水灌溉棚膜技术。
[0013] 本实用新型提供的一种集水自灌溉棚膜，所述棚膜由具有微米结构凸起单元的棚膜基材和涂覆在棚膜基材表面的二氧化硅纳米涂层构成；如图1和2所示，所述二氧化硅纳米涂层覆盖在棚膜基材微米结构凸起单元表面；所述微米结构凸起单元为四面体结构或立方体结构，四面体结构中四面体的底边边长为10微米，高为8微米，相邻四面体底端为间距为5微米，顶端间距为20微米；立方体结构中立方体的边长为8微米，相邻立方体的间距为15微米；所述二氧化硅纳米涂层中二氧化硅粒子的直径为20-300nm。
[0014] 根据现有文献记载，本实用新型的集水自灌溉棚膜可以通过如下方法制备：
[0015] (1)对现有的棚膜基材进行模压处理获得具有微米结构凸起单元的棚膜基材；
[0016] (2)制备二氧化硅纳米涂层溶液：将二氧化硅粒子分散至含有1％的聚苯乙烯的氯仿溶液，配成质量体积比为5％-20％的混合物；所述二氧化硅粒子的直接为20-300nm。
[0017] (3)将步骤(2)中获得的混合物喷涂至步骤(1)中获得的具有微米结构凸起单元的棚膜基材，晾干后获得具有微纳结构的集水自灌溉棚膜。
[0018] 使用的棚膜基材包括聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、玻璃。
[0019] 如图3和4所示，二氧化硅纳米涂层覆盖在棚膜基材微米结构凸起单元表面；二氧化硅粒子具有亲水性，可捕捉潮湿空气中水分子，在表面凝结成雾滴，疏水性微米压痕表面表现超疏水性，当表面所负载水滴逐渐变大，棚膜表面附着力无法有效俘获水滴时，水滴自行滑落进入集水通道，进而实现自行集水灌溉功能。
[0021] 本实用新型重点适用于多种材质棚膜表面，用于集水灌溉、集水收集应用，此外，当棚膜基材换成帐篷时，亦可应用于野外帐篷的饮用水源收集，能最大限度突破水源资源限制，具有良好的应用前景和经济意义。
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