[發明專利]一種光柵結構的穩定超疏水表面設計方法

無效

• 申請號: 201010132398.6
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN101819125A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 周明;李健;李保家;蔡蘭
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種光柵結構穩定超疏水表面設計方法，其特征在于：首先推導出光柵結構表 面的結構參數與表面的超疏水性能要求之間的關系，根據該關系確定表面的結構參數，確定 表面的結構參數的計算公式為：f=bl(a+b)l=ba+b<cosθ*+1cosθ+1,]]>其中f為突起比率，a 為槽寬，b為突起寬度，l為光柵結構長度，θ^*為要求的超疏水接觸角，θ為要求的本征接觸 角；再通過液體的工作條件計算出表面凹槽內部的液面與凹槽壁形成的接觸角，凹槽內部液 面與凹槽壁之間的接觸角α的計算公式為：其中P₀為大氣壓強，P_l是液體內部壓強，γ_lg為液體的表面張力，同時計算液面最低點到突起頂端的距離；凹槽內 部的液面最低點到突起頂端的距離h的計算公式為：h=γlgPl-P0-(γlgPl-P0)2-(a2)2;]]>通 過計算的接觸角和距離判斷液體在表面上所處的狀態，若處于Wenzel狀態則調整參數實現 穩定超疏水性能，若α＞θ_A，則調整參數a和b，并調整a使α＜θ_A，同時調整b以保持比值 a/b；若h＞h₀，則調整凹槽深度h₀或參數a和b以保證h＜h₀，使得a＜θ_A和h＜h₀后液體能在 超疏水表面上處于穩定的Cassie超疏水狀態，其中θ_A為前進接觸角，h₀為凹槽深度。