快速制备超疏液表面的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115922091A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202310244081.9(22)申请日2023.03.15(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号(72)发明人李炜刘子艾李龙男(74)专利代理机构长春中科长光知识产权代理事务所(普通合伙)22218专利代理师郭婷(51)Int.Cl.B23K26/352(2014.01)B23K26/60(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称快速制备超疏液表面的方法(57)摘要本发明涉及超疏液表面特种加工领域，具体提供一种快速制备超疏液表面的方法，主要通过在含有低表面能物质的溶液中对样品进行激光加工，使激光、样品材料、低表面能物质三者相互作用，同时完成样品表面的微观结构构筑和低表面能物质改性过程。本发明方法具有操作简单、通用性好、成本低、效率高等优点，能够实现“一步法”超快速制备超疏液表面。加工过程中，激光不仅能构筑样品表面微观结构，还能促进微观结构与低表面能物质的结合、强化低表面能物质改性的效果，故无需再对加工后样品进行低表面物质能改性即可获得超疏液表面，因此可有效提升超疏液性能、缩短制备周期、提升制备效率。CN115922091ACN115922091A权利要求书1/1页1.一种快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将待加工的样品清洗后吹干；S2、将所述样品浸没于低表面能溶液；S3、采用功率为大于或等于0.01W的激光，对浸没在所述低表面能溶液中的所述样品进行激光加工，同时实现样品表面的微纳结构构筑和低表面能改性；S4、将所述样品取出，自然晾干或吹干后即获得超疏液表面。2.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述样品采用铝、铝合金、钛、钢、玻璃、陶瓷或石墨烯。3.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，采用丙酮、异丙醇、去离子水对所述样品进行超声清洗。4.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述低表面能溶液采用硬脂酸乙醇溶液、氟硅烷乙醇溶液、全氟辛酸水溶液或其他含有低表面能物质的溶液。5.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述低表面能溶液的液面高于所述样品的最高点，但不超过1mm时，所述激光的波长为315nm‑1060nm、重复频率为1Hz‑1MHz、脉冲宽度为20fs‑1ns、焦距为0.1mm‑1000mm、激光功率为0.01W‑100W、扫描速度为0.01mm/s‑100m/s、扫描间距为0.001mm‑10mm。6.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述低表面能溶液的液面高于所述样品的最高点，且超过1mm时，所述激光的波长为315nm‑1060nm、重复频率为1Hz‑1MHz、脉冲宽度为20fs‑1ns、焦距为0.1mm‑1000mm、激光功率至少为1W、扫描速度为0.01mm/s‑100m/s、扫描间距为0.001mm‑10mm。7.如权利要求1所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，在S2和S3中，所述样品可采用水平放置或竖直放置。8.如权利要求7所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述样品水平放置时，所述激光由所述样品正上方对所述样品进行加工。9.如权利要求7所述的快速制备超疏液表面的方法，其特征在于，所述样品竖直放置时，所述激光由所述样品四周对所述样品进行加工。2CN115922091A说明书1/4页快速制备超疏液表面的方法技术领域[0001]本发明涉及超疏液表面特种加工领域，具体提供一种基于激光加工技术的快速制备超疏液表面的方法。背景技术[0002]超疏液表面是指水、油等液体在其上的接触角超过150°的表面，主要包括超疏水表面和超疏油表面。超疏液表面能够有效防止水、油等液体粘附，具有自清洁性、耐腐蚀性、抗细菌污染、抗结冰结霜等特性，因而在国防军工、医疗器械、建筑材料等领域具有重要应用前景。[0003]传统超疏液表面制备过程通常涉及两个步骤，首先通过电化学刻蚀、化学刻蚀、涂层覆盖、等离子体处理、激光加工等特种加工技术在基体表面构筑合适的微米或纳米级微观结构，使表面获得超亲液性；随后利用涂层覆盖、溶液浸渍等方法使硬脂酸、氟硅烷、全氟辛酸等低表面能物质附着在具有微观结构的表面，使表面获得超疏液性。例如，专利CN201610008569.1公开了一种利用电液束工艺加工超疏水表面的方法，首先通过电液束加工技术构筑微观结构使表面获得超亲水性，随后将样品浸泡在含有硬脂酸或氟硅烷等低表面能物质的溶液（简称低表面能溶液）中以获得超疏水性。专利CN201611191896.