[發(fā)明專利]基于幾何分析的穩(wěn)定超疏水表面可控設(shè)計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810019240.0
• 申請(qǐng)日: 2008-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101256132A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李保家;周明;蔡蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

1.基于幾何分析的穩(wěn)定超疏水表面可控設(shè)計(jì)方法，其特征是：首先，建立平行光柵形或者圓形凹坑形等規(guī)則的微結(jié)構(gòu)表面模型，即確定結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)a，b，h，如對(duì)于光柵形，a，b，h分別為光柵寬度、間距和凹槽深度；對(duì)于圓形凹坑形，a，b，h分別為圓形凹坑直徑a、凹坑間距b和凹坑深度h，針對(duì)建立的微結(jié)構(gòu)形貌，以Wenzel理論和Cassie理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)出液滴在該微結(jié)構(gòu)表面的表觀接觸角的理論預(yù)測(cè)公式；同時(shí)，對(duì)微結(jié)構(gòu)表面C/W轉(zhuǎn)換的過(guò)程從幾何角度進(jìn)行分析，以潤(rùn)濕高度h₀為關(guān)鍵幾何參數(shù)確立C/W轉(zhuǎn)換的幾何角度理論判據(jù)；接著，對(duì)已建立的微結(jié)構(gòu)表面模型進(jìn)行幾何參數(shù)預(yù)設(shè)計(jì)，利用以上推導(dǎo)出的表觀接觸角理論預(yù)測(cè)公式計(jì)算液滴在微結(jié)構(gòu)表面的表觀接觸角，確定設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)表面是否可能具有超疏水性；最后，將預(yù)設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和計(jì)算得到的相應(yīng)表觀接觸角代入潤(rùn)濕高度h₀的計(jì)算公式中計(jì)算出h₀的大小，代入特定微結(jié)構(gòu)表面C/W轉(zhuǎn)換的幾何角度理論判據(jù)中從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其C/W轉(zhuǎn)換的理論預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果確定設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)表面是否可能具有超疏水穩(wěn)定性，若不會(huì)發(fā)生C/W轉(zhuǎn)換，則可能具有超疏水穩(wěn)定性；否則重新進(jìn)行幾何參數(shù)預(yù)設(shè)計(jì)并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)操作；

微結(jié)構(gòu)表面表觀接觸角理論預(yù)測(cè)公式的推導(dǎo)方法：根據(jù)所設(shè)計(jì)的具體微結(jié)構(gòu)形貌，將Wenzel模式和Cassie模式下相應(yīng)微結(jié)構(gòu)表面的表觀接觸角θ_r^W和θ_r^C分別用微結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)來(lái)表示即可。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何分析的穩(wěn)定超疏水表面可控設(shè)計(jì)方法，其特征是：所述C/W轉(zhuǎn)換幾何角度理論判據(jù)的確立：設(shè)表面微結(jié)構(gòu)突起的垂直高度為h，先將具有各種不同微結(jié)構(gòu)的表面能否發(fā)生C/W轉(zhuǎn)換的綜合理論判據(jù)表述為：如果h₀＜h，則沒(méi)有發(fā)生C/W轉(zhuǎn)換，液滴處于Cassie模式；如果h₀≥h，則發(fā)生了C/W轉(zhuǎn)換，原來(lái)處于Cassie模式的液滴將會(huì)向Wenzel模式轉(zhuǎn)換。