[發明專利]一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法

有效

• 申請號: 201110277227.7
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102345117A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 劉克松;李舟;楊帥;江雷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C23C22/02
• 分類號: C23C22/02;C30B33/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于金屬基材表面處理領域，具體涉及一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法。

背景技術

隨著人類科學技術的不斷進步和發展，人類所研究的對象和客體從宏觀的物體不斷向著微觀、微區發展，傳統意義上的宏觀的、大規模的、大范圍的研究既存在資源上的浪費，也使得研究的周期放慢拖長，從而對微區領域的研究不斷的代替著在宏觀領域中的研究，然而就目前現有的機械加工手段很難滿足微區中液滴的轉移和微區的各種化學、物理、生物反應，因此，微區中液滴的轉移是目前研究的熱點領域之一。H.Linke等利用Leidenfrost效應通過改變接觸面的溫度差來實現液滴的轉移，但其過程中液滴損失較大，且轉移過程不宜控制；BinSu等通過加工疏水性機械手的方法實現了液滴的抓取，但其制作方法和操作過程都十分繁瑣等等。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，可以實現微液滴的無損失抓取，具有操作簡單、耗費時間少、成本低、重復性好等優點。

本發明提出一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，其特征在于：具體包括幾個步驟：

(1)金屬基底的預處理：將片狀金屬基底浸入去離子水中，然后超聲清洗機，取出吹干備用；

(2)晶體生長溶液的配制：晶體生長溶液為磷酸和過氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0.05mol/L～0.075mol/L，過氧化氫的濃度為0.05mol/L～0.075mol/L；

(3)將步驟(1)處理過的金屬基底浸入步驟(2)配制好的晶體生長溶液中，在20℃～30℃的溫度下靜置1～4天后取出，用去離子水反復沖洗金屬基底，取出吹干備用；

(4)將步驟(3)處理好的金屬基底放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡24小時以上；

(5)將經過聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡后的金屬基底用無水乙醇反復沖洗后放入80℃～110℃的烘箱中干燥1～4小時，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，實現金屬基底超疏水表面的制備。

本發明具有的優點在于：

1、本發明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，制備的超疏水高粘附性金屬具有較高的穩定性，能在數月內仍能保持穩定的性能，用于無損失轉移貴重的、有腐蝕性的、有危害性的液滴，制造生物微量溶液移液管，可廣泛應用于科研、醫學、生物等重要領域；

2、本發明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，由于金屬具有良好的導電、導熱性以及較好的力學強度性能，至今仍然是最重要的結構材料，本發明首次通過在金屬表面仿生構筑類似花生葉表面的結構，通過用化學試劑修飾的方法，實現金屬表面的超疏水和高粘附性，在工程、醫藥、生物、機械制造等有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1：本發明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法的流程圖；

圖2為花生葉的低倍電鏡照片(SEM)；

圖3為采用本發明方法處理后得到的超疏水高粘附性金屬表面(銅箔)的低倍電鏡照片(SEM)；

圖4為花生葉的高倍電鏡照片(SEM)；

圖5為采用本發明方法處理后得到的超疏水高粘附性金屬表面(銅箔)的高倍電鏡照片(SEM)；

圖6為未采用本發明方法進行處理的銅箔的接觸角示意圖；

圖7為采用本發明方法處理后的銅箔的接觸角示意圖；

圖8為采用本發明方法處理后的銅箔的粘附力測試圖；

圖9為采用本發明方法處理后的銅箔無損失抓取微液滴開始時的圖片；

圖10為采用本發明方法處理后的銅箔無損失抓取微液滴正在進行抓取的圖片；

圖11為采用本發明方法處理后的銅箔無損失抓取微液滴完成抓取的圖片。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來具體地說明本發明的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法。

本發明提出一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，如圖1所示，具體包括幾個步驟：