微—纳结构金属薄膜的制备与仿生超疏水性能研究的中期报告.docx

微—纳结构金属薄膜的制备与仿生超疏水性能研究的中期报告
本中期报告主要包括以下三个方面的内容：
一、实验部分
1.金属薄膜制备
我们采用直流磁控溅射法在玻璃基板上制备了镍和铜的微—纳结构金属薄膜。其中，镍薄膜厚度为200nm，铜薄膜厚度为100nm。通过扫描电子显微镜(SEM)观察，发现两种金属薄膜都具有良好的表面平整度和均匀性，且有大量的微观凸起形成了具有微—纳结构的表面。
2.仿生超疏水性能测试
我们采用水静压法测试了所制备的金属薄膜的超疏水性能。实验结果表明，镍和铜的微—纳结构金属薄膜都具有良好的超疏水性能，其接触角分别为156°和150°。此外，实验中还发现，在制备过程中所使用的基板表面处理方法会对金属薄膜的超疏水性能产生影响。
二、分析讨论
1.金属薄膜微—纳结构的形成机制
通过SEM观察镍和铜的微—纳结构金属薄膜的表面形貌，我们发现金属薄膜表面出现了大量的微观凸起，这些凸起之间形成了大小不等的空隙。我们推测这些微观凸起是由空气气泡在溅射过程中所形成的，从而导致了表面的微—纳结构形成。
2.基板表面处理方法对超疏水性能的影响
实验中我们采用了两种不同的基板表面处理方法：在第一种处理方法中，我们使用了玻璃基板的自身表面粗糙度；而在第二种处理方法中，我们使用了表面光刻技术制备了纳米级别的刻蚀结构。实验结果表明，第二种处理方法制备的金属薄膜其超疏水性能优于第一种处理方法制备的金属薄膜。经过分析，我们认为这是由于刻蚀结构的存在可以增加金属薄膜表面的大面积负曲率，从而增加表面的接触角和压力平衡能，提高了金属薄膜的超疏水性能。
三、工作计划
基于本次中期报告所得的实验和分析结果，我们的下一步工作计划如下：
1.优化金属薄膜的制备方法，进一步控制金属薄膜的微—纳结构形貌和分布。
2.研究基板表面处理方法对金属薄膜的超疏水性能的影响机理。
3.对金属薄膜超疏水性能进行深入研究，探究其在自清洁、防污染等方面的应用前景。