[發明專利]一種潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置及加工工藝

在審

• 申請號: 202111470403.9
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114289875A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 任旭東;陳健;童照鵬;周王凡;楊達;萬文彬;葛勇州;唐亮;陳晨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置，其特征在于，包括反應容器(14)、PDMS溶液輸送系統、超親水試劑輸送系統和激光加工系統；

所述反應容器(14)內安裝加熱系統(11)，用于加熱反應容器(14)，所述反應容器(14)內安裝溫度傳感器(13)；所述反應容器(14)底部分別設有第一攪拌系統(23)和干燥系統(22)；所述反應容器(14)內設有夾具，用于裝夾基板(17)或PDMS膜；所述夾具位于第一攪拌系統(23)上方；所述反應容器(14)上設有第一進水口(21)、第二進水口(19)和出水口(24)，所述第一進水口(21)與超親水試劑輸送系統連通，所述第二進水口(19)與PDMS溶液輸送系統連通，所述第二進水口(19)上安裝旋轉噴頭(18)，用于對基板旋涂PDMS溶液；所述出水口(24)與排污系統連通；所述激光加工系統用于激光刻蝕基板(17)，所述激光加工系統用于將PDMS膜的一個表面親水性轉變為疏水性。

2.根據權利要求1所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置，其特征在于，所述反應容器(14)內的第一攪拌系統(23)上方設有隔層，所述隔層表面開設有若干個通孔；所述基板(17)或PDMS膜可通過夾具放置在隔層上。

3.根據權利要求1所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置，其特征在于，所述反應容器(14)內設有機械手(12)，用于剝離基板(17)上的PDMS膜。

4.根據權利要求1所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置，其特征在于，所述PDMS溶液輸送系統包括第三容器(7)、第三電泵(10)和第二攪拌系統(15)；所述第三容器(7)內設有第二攪拌系統(15)，用于制備PDMS溶液，所述第三容器(7)出口通過第三電泵(10)與旋轉噴頭(18)連通。

5.一種根據權利要求1所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置的加工工藝，其特征在于，包括如下步驟：

對基板(17)的表面進行激光刻蝕；

將PDMS溶液旋涂在基板(17)的表面，對基板(17)加熱處理；

基板(17)冷卻后獲得PDMS膜；

將PDMS膜浸沒在超親水試劑中，對PDMS膜進行修飾，得到雙面超親水性的PDMS膜；

通過激光加工雙面超親水性的PDMS膜的任意一面，使雙面超親水性的PDMS膜的任意一面改性為疏水性，得到上下表面呈不同親疏水狀態的PDMS膜。

6.根據權利要求5所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置的加工工藝，其特征在于，將預處理后的基板(17)固定在激光加工平臺上，采用皮激光加工系統對基板(17)表面進行掃描刻蝕，得到方形網格狀微納復合結構模板；刻蝕后的基板(17)通過夾具放置在隔層上，對刻蝕后的基板(17)進行清洗和干燥。

7.根據權利要求5所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置的加工工藝，其特征在于，通過加熱系統(11)加熱反應容器(14)內的溫度，旋涂PDMS溶液的基板(17)在100℃下加熱不少于2h。

8.根據權利要求5所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置的加工工藝，其特征在于，雙面超親水性的PDMS膜將需要加工的面定義為上表面，則另一面為下表面；激光以網格掃描在上表面掃除親水劑，光斑焦點放置在膜上表面的下方，使上表面呈疏水性。

9.根據權利要求5所述的潤濕梯度結構激光表面微納加工裝置的加工工藝，其特征在于，所述旋轉噴頭(18)附近安裝圖像傳感器用于獲取旋涂表面的圖片，所述圖像傳感器將圖片信號傳輸給計算機控制系統，通過調節旋轉噴頭(18)上的溫度控制裝置控制旋轉噴頭(18)內的PDMS溶液的溫度，用于控制PDMS溶液固化的速度。