[發明專利]一種多尺度結構超疏水性能表面的制備方法

有效

• 申請號: 202010426079.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111704103B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 王朝暉;李園;鄭騰飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G03F7/00;G03F7/20;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種具有多尺度結構的超疏水表面的制備方法，具體制作過程如下：首先在硅基底上利用厚膠光刻的方法制作微米尺度的柵格圖形，利用刻蝕方法在硅基底上通過光刻的柵格圖形制造溝槽陣列；然后在溝槽陣列上用激光超光微細加工技術制造出更小的納米尺度的溝槽陣列；之后以帶有微納米結構的硅基底為模具，用熱壓印的方法翻模制造FEP結構。本發明制備的FEP結構是由帶有微納米結構的硅基底為模具翻模制造的，帶有相應的多尺度結構，如附圖所示，在應用中表現出超疏水性，并能相比普通微結構的超疏水表面保持更長時間的C?B狀態穩定性，從而長時間維持超疏水性能，表現出減阻，自清潔等功能。

技術領域

本發明屬于微納制造技術領域，具體涉及一種微納多尺度結構超疏水性能表面的制備方法。

背景技術

由于超疏水結構在表面清潔，微流體系統和生物相容性等方面的潛在應用，成為近年來研究的熱點之一。所謂超疏水結構的超疏水性原理主要是使液體在微結構表面處于Cassie-Baxter狀態，此時液面與固體表面間存在氣體層及三項界面，液滴表觀接觸角很大，并且滾動角很小，液滴很容易從表面滾落，因而具有自凈，減阻等功能。然而復雜水環境中，C-B狀態很容易被破壞，失去表面本身的超疏水性和表現出的功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有多尺度結構的超疏水表面的制備方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種多尺度結構超疏水性能表面的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，在硅片基底上旋涂一層正性光刻膠，利用帶有透光柵格陣列的掩膜板進行曝光；

步驟2，將步驟1曝光后得到的結構放入顯影液中進行顯影，得到帶有柵格型凸起的光刻膠陣列的硅片基底；

步驟3，將步驟2得到的硅片基底在氧等離子干法去膠機內進行處理，得到去膠干凈的硅片基底；

步驟4，將步驟3得到的硅片基底用濕法刻蝕的方法處理，得到帶有柵格型凸起陣列的硅片基底；

步驟5，將步驟4得到的硅片基底用丙酮處理，去除表面光刻膠層，并用PECVD系統做疏水鍍層C₄ F₈ 沉積；

步驟6，用柔性電板超光激光制造設備在步驟5得到的硅片基底的圖形區上加工納米尺度的溝槽陣列；

步驟7，以步驟6得到的硅片為模具，用熱壓印的方法，將硅片上的圖形翻模到FEP上，得到具有多尺度結構的超疏水表面。

進一步的，步驟1中在旋凃光刻膠前，先旋凃一層HMDS。

進一步的，步驟1中的光刻膠選用AZP4620正性光刻膠，膠厚為8μm。

進一步的，步驟2中得到的柵格型凸起陣列的寬度為40μm，凹下處寬度為10μm。

進一步的，步驟3使用氧等離子體干法去膠機以350W的工作功率處理5min。

進一步的，步驟4中刻蝕的溝槽深度為50μm。

進一步的，步驟5中C₄ F₈ 沉積處理時間為90s。

進一步的，步驟6中激光超光微細加工的溝槽深度為100nm，寬度為200nm。

進一步的，步驟7中熱壓印加工的施加壓力為0.018MPa,加工溫度為268℃，加工時間5min。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：