[發(fā)明專利]實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法及其設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610274519.8
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105938300B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳化平;劉愛萍;張征;丁浩;柴國鐘;朱凱;曹彬彬;吳兵兵
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;C09D1/00;D06N7/00;D06Q1/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

1.實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，包括以下步驟：

1)制備超疏水二氧化鈦涂覆液：將二氧化鈦粉末與無水乙醇混合后在50～100Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續(xù)在50～100Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應(yīng)10～15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液，所述的無水乙醇的加入量以二氧化鈦質(zhì)量計(jì)為0.01～0.02g/mL,所述硅烷與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01～0.03：1；

2)制備帶超疏水層的基體：利用旋涂機(jī)將超疏水二氧化鈦涂覆液分次旋涂到清洗干凈的基體表面，然后置于烘箱中100～120℃處理1～2h，得到帶超疏水層的基體；所述的超疏水二氧化鈦涂覆液的涂覆用量為0.1～0.2g/cm³；

3)制備掩膜板：通過高分辨的激光打印機(jī)在在膠片上打印出設(shè)計(jì)好的圖案，其中圖案的參數(shù)包括幾何形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，得到的帶透光圖案的膠片即為掩膜板；所述的透光區(qū)整體上劃分成多個(gè)區(qū)域，同一區(qū)域均布若干透光微圖案，而透光微圖案的排布方向一致，相鄰區(qū)域間親水圖案的間距遞減，即相鄰區(qū)域的透光的圖案個(gè)數(shù)遞增；

4)制備梯度潤濕表面：將帶有梯度透光圖案的掩膜板覆蓋在帶超疏水涂層的基體表面，然后開啟深紫外光(UV)光源，使得超疏水涂層表面在UV光下選擇性曝光，被曝光區(qū)域由超疏水轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水，未被曝光區(qū)域仍然保持超疏水，即可將掩膜板上設(shè)計(jì)的梯度圖案復(fù)制到超疏水涂層表面，得到梯度潤濕的表面。

2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，其特征在于：所述的硅烷為十八烷基三甲氧基硅烷。

3.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，其特征在于：步驟1)中的第一次超聲時(shí)間為30～60min，第二次超聲時(shí)間為10～20min。

4.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，其特征在于：步驟1)中的基體為玻璃片、金屬片或者棉織品。

5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，其特征在于：所述的基體的清潔方式為：將基體依次在丙酮、乙醇、去離子水中超聲10～20min，超聲頻率為50～100Hz。

6.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)液滴自驅(qū)動的梯度潤濕表面的制備方法，其特征在于：步驟2)中的旋涂次數(shù)為五次，每次取50μL二氧化鈦涂覆液旋涂到洗凈的基體表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法構(gòu)建的設(shè)備，其特征在于：包括基體和涂覆在基體表面的親-疏水層，所述的親-疏水層劃分成多個(gè)區(qū)域，所述的區(qū)域從基體加樣端沿基體軸向方向向基體檢測端排列，并且同一區(qū)域均布若干親水圖案組成，而從基體加樣端沿基體軸向方向向基體檢測端方向，相鄰區(qū)域的親水圖案間距遞減，即相鄰區(qū)域的親水圖案個(gè)數(shù)遞增，相應(yīng)的基體上的親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，即形成了用于液滴自驅(qū)動運(yùn)動的梯度潤濕表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法構(gòu)建的制備設(shè)備，其特征在于：所述的親-疏水層劃分成七個(gè)區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法構(gòu)建的制備設(shè)備，其特征在于：所述的親水圖案為規(guī)則的封閉圖形。