[发明专利]一种结合波状与化学梯度的表面制备方法

摘要

本发明公开了一种结合波状与化学梯度的表面制备方法，包括以下步骤步骤（1）制备涂覆液；步骤（2）制备掩模板；步骤（3）旋涂涂覆液；步骤（4）制备柔性波状结构；步骤（5）制备遮挡板；步骤（6）制备化学梯度与柔性波状结构相结合的表面。本方法制备采用柔性材料，利用柔性材料两侧受力方向产生波状结构以提高液滴两侧运动壁垒，并利用等离子处理获得化学梯度微结构表面以促使液滴单向铺展。液滴的润湿性能沿倾斜方向呈连续性变化，波状结构也使液滴易双向铺展呈现出条带状。

主权项

一种结合波状与化学梯度的表面制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤（1）制备涂覆液：将聚二甲基硅氧烷的预聚物与交联剂以质量为10:1的比例混合搅拌均匀，之后放置在真空干燥箱中用真空泵抽取20min，去除溶液中的气泡，制得聚二甲基硅氧烷的涂覆液；步骤（2）制备掩模板：取一片长50mm、宽25mm、厚1mm的硅模板，利用三维绘图软件绘制出凹槽结构的排布图，所述凹槽结构的排布图是在模板正面以单元凹槽阵列，单元凹槽宽为10µm、深为40µm，凹槽间间距为10µm，；然后以绘制的凹槽结构的排布图为参照，对硅模板进行加工处理；选用的基底为玻璃基底，并对其进行预清洗，即将玻璃基底依次在丙酮、无水酒精、去离子水中超声10~20min，超声频率为50~100Hz，之后用水洗净并进行干燥处理；步骤（3）旋涂涂覆液；将处理好的掩模板紧密贴合在预清洗后的玻璃基底表面上；将步骤（1）制备的涂覆液通过旋涂的方式均匀覆盖在掩模板表面，具体旋涂方式的旋涂次数为1次，所用旋涂机主轴转速为8000rad/min，旋涂时长为20s，之后将旋涂有涂覆液的掩模板以温度为75℃干燥20min，从而在掩模板表面上形成涂覆液的薄膜；步骤（4）制备柔性波状结构：准备厚度为1mm、宽为25mm的VHB胶带，先将VHB胶带拉伸，并维持50%的应变量，然后将步骤（3）制得的掩模板旋涂有涂覆液薄膜的一面与拉伸后的VHB胶带紧密贴合，在温度为80℃的烘箱中处理2个小时；之后将玻璃基底与掩模板揭下，复制了掩模板梯度结构的涂覆液薄膜便与VHB胶带紧密贴合；最后释放对VHB胶带的拉力，紧贴在VHB胶带表面上的聚二甲基硅氧烷薄膜便由于收缩力在其表面上产生波状微表面结构；步骤（5）制备遮挡板：使用三维绘图软件绘制出一个等边梯形，梯形上短边长25mm，下长边长82.8mm，高50mm，两腰长115mm且与上下边夹角分别为120°和60°，取一厚度0.3mm、尺寸与上述等边梯形相同的铜片，将铜片沿梯形的高折叠使之夹角呈90°，即折成一楔形的遮挡板；步骤（6）制备化学梯度与柔性波状结构相结合的表面：将步骤（5）制得的遮挡板的三角形长边处覆盖在步骤（4）制备的具有柔性波状结构表面上，并控制遮挡板斜面与柔性波状结构表面的夹角在15°‑60°间，将其放置在等离子表面处理机中处理60min后取出，将遮挡板移去后即得到化学梯度与柔性波状结构相结合的表面。