一种聚合物超疏水表面的加工方法

本发明涉及微纳加工领域，具体为一种聚合物超疏水表面的加工方法。

背景技术：

1、超疏水表面在生物医学工程、机械工程、电子工程等领域具有广泛的应用。目前已有许多种不同结构和材料的超疏水表面的制作方法，但大多制作过程都较为复杂且耗时，例如需要利用超净间的硅刻蚀工艺，制作过程复杂，成本较高。针对不同的环境需求，寻求更简便高效的微柱阵列制作方法依然是人们一直追求的目标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，解决目前超疏水表面制作过程复杂耗时的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种聚合物超疏水表面的加工方法，让光透过漫散射玻璃片对聚合物表面进行固化，形成超疏水表面结构。

4、本发明可以适用于oste、su-8系列光刻胶等所有通过光进行固化的材料的超疏水表面结构制备。

5、优选的，所述超疏水表面结构在微柱阵列上形成。

6、优选的，包括如下步骤：

7、a、根据需要设计获得具有微柱阵列图案的镀铬玻璃板；

8、b、在第一容器内滴加光固化材料，之后覆盖所述镀铬玻璃板，利用光刻技术在所述镀铬玻璃板表面固化制成聚合物微柱阵列，显影并清洗干燥后，进行后固化处理；

9、c、将所述聚合物微柱阵列继续进行等离子亲水处理，之后利用毛细效应填充明胶溶液，低温冷藏后得到凝固明胶填充的微柱阵列；

10、d、在第二容器内滴加光固化材料，之后所述镀铬玻璃板表面固化有所述凝固明胶填充的微柱阵列的一面覆盖在上与光固化材料接触，另一面再覆盖所述漫散射玻璃片，利用光刻技术让光透过所述漫散射玻璃片，再透过所述凝固明胶填充的微柱阵列对光固化材料进行固化，形成所述超疏水表面结构，显影清洗并去除明胶后干燥，再进行后固化处理，获得超疏水聚合物表面。

11、步骤d中，利用光刻技术让光透过所述漫散射玻璃片，再透过所述凝固明胶填充的微柱阵列对oste进行固化，随后形成所述超疏水表面结构。

12、步骤b和步骤d中，在初步固化后进行显影清洗，并在清洗后进行二次固化处理进一步加固微柱阵列结构。

13、优选的，步骤b和步骤d中，所用光固化材料包括oste、su-8系列光刻胶中的一种或多种；所述oste包括：季戊四醇四巯基乙酸酯、异氰脲酸三烯丙酯和光引发剂按质量比13:5:2混合。

14、优选的，所述光引发剂包括光引发剂igr819；所述光引发剂igr819的制备包括如下步骤：将异腈尿酸三烯丙酯与igr819粉末试剂以质量比99:1的比例混合，在干燥箱中以55℃加热30分钟；步骤b和步骤d中，固化所用光包括平行紫外光。

15、优选的，所述第一容器的高度小于所述第二容器的高度；步骤b中，所述第一容器在所述聚合物oste微柱阵列形成后进行剥离；步骤d中，所述第二容器在所述超疏水表面结构形成后进行剥离。

16、优选的，所述第一容器包括以塑料膜衬底，割成方框形的塑料膜为支撑形成；所述第二容器包括用聚丙交酯(即聚乳酸，polylacticacid，pla)材料3d打印的凹形容器形成。

17、优选的，步骤b中，所述清洗干燥的具体操作包括：用丙二醇甲醚醋酸酯显影，并用异丙醇进行清洗后，再进行干燥；步骤d中，所述显影清洗并去除明胶后干燥的具体操作包括：用丙二醇甲醚醋酸酯显影，并用异丙醇进行清洗后，用温水浸泡至明胶完全融化，再取出干燥。

18、优选的，所述超疏水表面结构包括圆头、类蘑菇头中的一种或多种。

19、一种如上所述聚合物超疏水表面的加工方法获得的表面超疏水材料。

20、与现有技术相比较，实施本发明，具有如下有益效果：

21、1、本发明方法实施方便，操作简单，制备效率较高。

22、2、本发明所述方法兼容性强，可根据不同需求调整结构的尺寸参数，包括微柱尺寸、微柱间隔、蘑菇头尺寸等。

23、3、本发明所述方法获得的表面拓扑结构具有超疏水性质。

技术特征：

1.一种聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，让光透过漫散射玻璃片对聚合物表面进行固化，形成超疏水表面结构。

2.如权利要求1所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，所述超疏水表面结构在微柱阵列上形成。

3.如权利要求1所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，步骤b和步骤d中，所用光固化材料包括oste、su-8系列光刻胶中的一种或多种；所述oste包括：季戊四醇四巯基乙酸酯、异氰脲酸三烯丙酯和光引发剂按质量比13:5:2混合。

5.如权利要求4所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，所述光引发剂包括光引发剂igr819；所述光引发剂igr819的制备包括如下步骤：将异腈尿酸三烯丙酯与igr819粉末试剂以质量比99:1的比例混合，在干燥箱中以55℃加热30分钟；步骤b和步骤d中，固化所用光包括平行紫外光。

6.如权利要求3所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，所述第一容器的高度小于所述第二容器的高度；步骤b中，所述第一容器在所述聚合物oste微柱阵列形成后进行剥离；步骤d中，所述第二容器在所述超疏水表面结构形成后进行剥离。

7.如权利要求3所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，所述第一容器包括以塑料膜衬底，割成方框形的塑料膜为支撑形成；所述第二容器包括用pla材料3d打印的凹形容器形成。

8.如权利要求3所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，步骤b中，所述清洗干燥的具体操作包括：用丙二醇甲醚醋酸酯显影，并用异丙醇进行清洗后，再进行干燥；步骤d中，所述显影清洗并去除明胶后干燥的具体操作包括：用丙二醇甲醚醋酸酯显影，并用异丙醇进行清洗后，用温水浸泡至明胶完全融化，再取出干燥。

9.如权利要求1所述聚合物超疏水表面的加工方法，其特征在于，所述超疏水表面结构包括圆头、类蘑菇头中的一种或多种。

10.一种如权利要求1所述聚合物超疏水表面的加工方法获得的表面超疏水材料。

技术总结
本发明涉及微纳加工领域，具体为一种聚合物超疏水表面的加工方法，让光透过漫散射玻璃片对聚合物表面进行固化，形成超疏水表面结构。本发明方法实施方便，操作简单，制备效率较高。本发明所述方法兼容性强，可根据不同需求调整结构的尺寸参数，包括微柱尺寸，微柱间隔，蘑菇头尺寸等。本发明所述方法获得的表面拓扑结构具有超疏水性质。

技术研发人员：郭为进,李浩南,张沐阳,余尚能,陈泽婧秋
受保护的技术使用者：汕头大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25