[發明專利]一種基于微結構的超浸潤表面及其制備方法

有效

• 申請號: 202010131779.6
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111392684B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李平;段輝高;王兆龍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 劉桂榮

本發明公開了一種基于微結構的超浸潤表面及其制備方法，將旋涂負性光刻膠的樣品放在熱板上進行烘烤，去除光刻膠中的溶劑；利用光刻技術對光刻膠進行圖案化曝光，制作微結構樣品；將微結構樣品放在熱板上進行烘烤，利用顯影液對曝光，利用斜角離子束刻蝕，對顯影后微結構樣品進行處理；利用氧等離子體對顯影后微結構樣品進行處理，制備出超浸潤表面。本發明利用光刻技術、離子束刻蝕和氧等離子體處理制造出微結構，實現超親水功能，可以用于自清潔，防覆冰，蒸發降溫等領域。

技術領域

本發明屬于微納制造領域，具體涉及一種基于微結構的超浸潤表面的制備方法，可以高效可靠地制備基于微結構的超浸潤表面。

背景技術

超浸潤表面是指具有固體、液體、氣體之間特殊浸潤性能的表面。分為超親水，超疏水，超親油，超疏油等類型，可應用于防覆冰、海洋防污、油水分離、自清潔、降溫等方面。

傳統的超親水表面一般采用溶膠-凝膠法，通過改變水解和縮聚的前驅體，可以得到不同形貌和表面的化學組成膜，該方法一般采用紫外光照射的方式才能獲取超親水性，存在一定的局限性。電化學方法可以，無需光照制備聚合物超親水表面，但是，其親水性只能維持1到2天，并且所獲得的樣品表面難以得到相同的陣列型的結構，并且難以控制結構的表面形貌。

本發明提供了一種新型的基于微結構的超浸潤表面及其制備方法，可以高效可靠地大批量大面積進行加工，該方法采用的離子束刻蝕和氧等離子體對紫外光刻做出的微結構進行處理，所得到的結構具有良好的超親水的性質，可以實現大面積加工、工藝簡單且可操作性強。

發明內容

本發明采用以下技術方案：利用光刻技術對負型光刻膠進行曝光，得到柱形圖案，顯影后利用離子束刻蝕對樣品進行處理，再用氧等離子體處理，從而得到所需的超浸潤表面。

一種用于基于微結構的超浸潤表面的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、提供襯底并對襯底進行清洗；

步驟二、在清洗后的襯底上旋涂一層負性光刻膠，制得旋涂負性光刻膠的樣品；

步驟三、將旋涂負性光刻膠的樣品放在熱板上進行烘烤，去除步驟二中光刻膠中的溶劑；

步驟四、利用光刻技術對步驟三中的光刻膠進行圖案化曝光，制作微結構樣品；

步驟五、將微結構樣品放在熱板上進行烘烤，去除步驟四中光刻膠中的溶劑；

步驟六、利用顯影液對曝光后的微結構樣品進行顯影操作得到顯影后微結構樣品；

步驟七、利用斜角離子束刻蝕，對顯影后微結構樣品進行處理；

步驟八、利用氧等離子體對步驟七得到的顯影后微結構樣品進行處理，制備出超浸潤表面。

進一步的改進，所述步驟一的襯底為氧化硅襯底。

進一步的改進，所述步驟二中的負型光刻膠為SU-8?3035。

進一步的改進，所述步驟四中的光刻技術為紫外曝光技術，進行接觸式曝光。

進一步的改進，所述步驟六中的顯影液為負型光刻膠顯影液，所述負型光刻膠顯影液包括PGMEA溶液和異丙醇。

進一步的改進，所述步驟三和步驟五中的烘烤的溫度范圍分別為65℃～120℃，95℃～120℃，烘烤的時間分別為100～180分鐘，5～10min。

進一步的改進，所述步驟七中，所述步驟七中，離子束刻蝕能量范圍200～900eV，束流范圍為30～100mA

進一步的改進，所述步驟八中的氧等離子體處理時間為10s以上。