本发明涉及功能材料及液体控制，具体涉及一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法。
背景技术：
1、液滴定向输运是指利用外力或特定表面的物理化学特性实现的液滴朝某一特定方向移动、铺展或穿透的现象。液滴定向输运在微流控、液体收集、液体分离、自清洁和防覆冰等领域内有着广泛的应用前景。
2、为了实现表面液滴定向输运的特性，现阶段常见的方法主要有两类：一是通过外场对液滴的运动进行控制，其中的外场主要包括电场、磁场、光场和温度场等；另一类则是通过制备特定的表面结构来破坏液滴的对称性，促使液滴向着特定方向铺展或输运。目前，利用特定表面结构以实现液滴定向输运特性的表面通常需要采用光刻、3d打印、物理化学沉积以及自生长等微纳加工方法来制备，因此制备过程较为复杂，制备成本较高，限制了液滴定向输运表面的实际生产和应用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
2、一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、s1、利用金属催化刻蚀方法在硅片表面形成沟槽状微纳结构；
4、s2、以具有沟槽状微纳结构的硅片作为模板，将pdms基体和固化剂以10:1的质量比均匀混合形成预聚物，将预聚物倾倒在具有沟槽状微纳结构的硅片表面，排出预聚物中气泡，加热固化后将其与硅片模板分离，得到表面具有沟槽状微纳结构的pdms样品；
5、s3、将具有沟槽状结构的pdms表面浸入含有氟化修饰剂的无水乙醇中作浸泡处理并烘干；
6、s4、将二甲基硅油旋涂在经表面氟化处理、具有沟槽状微纳结构的pdms样品表面形成硅油层即可得到具有液滴定向输运特性的pdms表面。
7、进一步地，步骤s1的具体操作步骤为：依次采用丙酮和去离子水对硅片进行清洗并用氮气或压缩空气吹干；然后将清洗后的硅片浸入金属催化刻蚀液中进行刻蚀，用去离子水对刻蚀后的硅片进行清洗；将去离子水清洗后的硅片浸入清洗液中以去除刻蚀过程中沉积在硅片表面的金属颗粒，去除金属后的硅片用去离子水清洗并用氮气或压缩空气吹干，得到表面具有沟槽状微纳结构的硅片。
8、进一步地，所述金属催化刻蚀液中包括催化金属离子、氧化剂、氢氟酸和去离子水，刻蚀温度为10～80℃，刻蚀时间为1～60min。
9、进一步地，所述催化金属离子为ag+、au+、pt+、ni2+、fe2+和cu2+中的一种或几种，浓度范围为1～500mmol/l；所述氧化剂包括h2o2、hno3和kmno4中的一种或几种，浓度范围为0.1～5mol/l；所述氢氟酸的浓度范围为1～10mol/l。
10、进一步地，所述清洗液为hno3、nh4oh、hcl和h2o2溶液中的一种或几种，清洗温度为10～80℃，清洗时间为1～60min；当采用硝酸溶液作为清洗液时，硝酸溶液的浓度范围为20～80wt％。
11、进一步地，所述用于均匀混合形成预聚物的pdms基体和固化剂的质量比为10:1；加热固化温度为20～100℃，固化时间为0.5～24h。
12、进一步地，所述氟化修饰剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三乙氧基硅烷中的一种或几种，氟化修饰剂的质量分数为0.5～5wt％。
13、进一步地，所述浸泡处理的温度范围为10～50℃，浸泡时间为1～24h。
14、进一步地，所述二甲基硅油的粘度范围为50-500mm2/s，所述旋涂时的转速为500-3000r/min，旋涂时间为10-60s。
15、一种具有液滴定向输运特性的pdms表面由上述所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法制备而成。
16、本发明的有益效果：
17、1、采用本发明提供的制备方法制得的覆有硅油层、具有沟槽状微纳结构的pdms表面，能够将液滴在该表面的输运限制在平行于沟槽延伸方向的特定方向内，因而具有良好的液滴定向输运特性。
18、2、本发明提供的具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备主要通过模板法实现，相较于采用光刻、3d打印、物理化学沉积以及自生长等微纳加工工艺在表面制备特定微纳结构的常规技术路线，本发明所提出的制备方法过程简单，具有较强的操作性，能够促进液滴定向输运透明表面的广泛应用，在微流控、液体收集、液体分离、自清洁和防覆冰等领域具有良好的应用前景。
1.一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，步骤s1的具体操作步骤为：依次采用丙酮和去离子水对硅片进行清洗并用氮气或压缩空气吹干；然后将清洗后的硅片浸入金属催化刻蚀液中进行刻蚀，用去离子水对刻蚀后的硅片进行清洗；将去离子水清洗后的硅片浸入清洗液中以去除刻蚀过程中沉积在硅片表面的金属颗粒，去除金属后的硅片用去离子水清洗并用氮气或压缩空气吹干，得到表面具有沟槽状微纳结构的硅片。
3.根据权利要求2所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，所述金属催化刻蚀液中包括催化金属离子、氧化剂、氢氟酸和去离子水，刻蚀温度为10～80℃，刻蚀时间为1～60min。
4.根据权利要求3所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，所述催化金属离子为ag+、au+、pt+、ni2+、fe2+和cu2+中的一种或几种，浓度范围为1～500mmol/l；所述氧化剂包括h2o2、hno3和kmno4中的一种或几种，浓度范围为0.1～5mol/l；所述氢氟酸的浓度范围为1～10mol/l。
5.根据权利要求2所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，所述清洗液为hno3、nh4oh、hcl和h2o2溶液中的一种或几种，清洗温度为10～80℃，清洗时间为1～60min；当采用硝酸溶液作为清洗液时，硝酸溶液的浓度范围为20～80wt％。
6.根据权利要求1所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述用于均匀混合形成预聚物的pdms基体和固化剂的质量比为10:1；加热固化温度为20～100℃，固化时间为0.5～24h。
7.根据权利要求1所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述氟化修饰剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三乙氧基硅烷中的一种或几种，氟化修饰剂的质量分数为0.5～5wt％。
8.根据权利要求1所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述浸泡处理的温度范围为10～50℃，浸泡时间为1～24h。
9.根据权利要求1所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述二甲基硅油的粘度范围为50-500mm2/s，所述旋涂时的转速为500-3000r/min，旋涂时间为10-60s。
10.一种具有液滴定向输运特性的pdms表面由权利要求1-9任一所述的一种具有液滴定向输运特性的pdms表面的制备方法制备而成。