本发明涉及微结构表面，更具体地而言，涉及一种通过多种形状和尺寸的微特征分层排列而增大表面积的基材，提供具有超级疏水性、与液体覆盖表面接触时有更大滑动摩擦力和附着力的表面。
背景技术：
：仿生学，或自然界系统的研究，已经越来越成为解决复杂人类问题的普遍灵感来源。为了制造具有特定性能的材料，许多研究小组已经确定了自然界具有所需特性的动植物，然后对其隐含的机制进行研究。围绕植物及其花瓣效应的研究已经表明存在一种超疏水效应和各级粘附，其中，在超疏水效应中，在表面上容易滑动的圆形液滴得以保持，而通过各级粘附，这些液滴能够被粘住而不滚下去。这种效应在玫瑰花瓣中尤为显著，而将这种特性应用于日常生活已成为人们的研究重点。人们已经确定了许多潜在的应用领域，其范围从外科手术应用到可接触皮肤衣物的舒适性和耐穿性。玫瑰花瓣的表面被有层次的微米结构和纳米结构覆盖，使水滴停留在表面上，并且具有较高的接触角和钉扎力。熟悉本领域的技术人员将这些综合性质称作“玫瑰花瓣效应”。玫瑰花瓣效应的润湿机理是cassie-baxter润湿机理和wenzel润湿机理的综合。(参见cassie,a.和s.baxter.「wettabilityofporoussurfaces.」(《多孔表面的可湿性》)trans.faradaysoc.40(1944),546–551；和，wenzel,r.n.「resistanceofsolidsurfacestowettingbywater.」(《固体表面对水湿润的阻力》)ind.eng.chem.28(1936),988–994.；and,uspub.no.2012/0052241，这些文献通过引用而全文并入本申请中。)前者描述了一种不润湿的情景，而后者描述了完全润湿的情景。玫瑰花瓣表面的微结构被润湿，而纳米结构未被润湿。这一点使玫瑰花瓣具备了其显著的特性。在该领域，人们通过建立某种程度上复制玫瑰花瓣效应的金字塔结构，在模仿玫瑰花瓣，及荷叶的天然微观结构方面进行了诸多努力。但是，玫瑰花瓣的随机隆起和微观结构，使他们很难制造出类似的结构通过立体光刻建立的锥体结构长15微米，高11微米，中心至中心的距离是20微米，设计角度为54.7度。在这些设计中包含直径150纳米，高150纳米，间距200纳米的纳米结构。这种方法的局限之处在于立体光刻只能形成57度角的结构，因此无法形成圆形微结构隆起。为了模仿玫瑰花瓣的性质，人们采用各种方法形成了许多表面。然而，这些方法需要使用大量的材料和多个步骤，耗时长，成本高。最好能够尽量减少微表面成型工艺所需的步骤数和时间，以最大限度地减少误差，降低大规模生产的成本，并缩短制造时间。使用的材料数量少，也降低了生产成本。liu等人也使用电铸工艺开展了研究，模仿了自然界的几种表面，其中包括红玫瑰花瓣。他们的重点是建立一种简单的一步法，他们使用铜基材，电沉积技术，以及含有各种化合物的溶液实现了这一点。尽管他们的方法简单、快速，但仍然需要事先进行特定的测量和制备溶液，这便增加了误差的机会。这种方法还因需要金属充当电解质电池的阴极和电极而受到限制。如果要将这种表面应用于可植入医疗器械，还需对这种表面的生物兼容性和潜在的有毒离子浸出情况进行分析。(liu,y.,s.li,j.zhang,y.wang,z.han,andl.ren.「fabricationofbiomimeticsuperhydrophobicsurfacewithcontrolledadhesionbyelectrodeposition.」(《电沉积法制造具有可控粘附性的仿生超级疏水表面》)化学工程杂志248(2014),440-447)。多种形成类玫瑰花瓣表面的方法也受金属基材的限制。因此，本发明的一个目的是提供一种微结构，其中基材具有微米级波状表面，包括一系列圆形峰谷，在至少部分所述基材上形成连续曲面。本发明的另一个目的是提供具有多级微结构的基材，此类多级微结构具有各种不同微米尺寸范围的微特征，它们联合影响基材的粘附性、摩擦力、亲水性和疏水性中的至少一种性质。本发明的另一个目的是，简化由各种不同微米尺寸范围的微特征组成的微结构聚合物基材的生产工艺，降低生产成本。技术实现要素：上述目的根据本发明通过提供以下微结构化表面实现：所述微结构化表面包括波状表面基材，在至少部分所述基材上形成一系列的圆形峰谷，构成连续曲面，其中所述波状表面确定了第一组微特征；成型在所述第一组微特征上的第二组微特征；所述基材是压缩成型的聚合物材料，所述第一组和第二组微特征在单步成型步骤中形成于所述基材上，且其中所述第一组和第二组微特征协同配合，从而增大表面积并影响所述基材的粘附性、摩擦力、亲水性和疏水性中的至少一种性质。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征选自包含微结构化突起的组和微结构化凹陷的组，以及它们的组合。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征的微结构化突起包含通常呈圆柱形的柱状物。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征的所述微结构化凹陷包括通常呈圆柱形的凹槽。在另一个有利实施例中，所述第一组微特征置于所述基材上的上表面，在所述基材下表面上形成互补形状，从而使所述上表面上的圆形峰在所述下表面上形成圆形谷，所述上表面上的所述圆形谷在所述下表面上形成圆形峰。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征包括所述基材上表面上的一系列微结构化突起，在所述基材的下表面上形成一系列互补的微结构化凹陷。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征包括所述基材上表面上的一系列微结构化凹陷，在所述基材下表面上形成一系列互补的微结构化突起。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征的至少部分微特征沿与所述基材波状表面曲线垂直的轴延伸。在另一个有利实施例中，所述第一组微特征包括选自大约100微米至大约999微米范围内的尺寸。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征包括选自大约10微米至大约100微米范围内的尺寸。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征的高度与宽度之比小于5，并且所述第二组微特征的每个微特征之间的最小间隔是1微米，以保持结构强度，同时允许液体在所述第二组微特征之间流动和渗透。在另一个有利实施例中，第三组微特征布置在所述基材上，选自包含微结构化突起的组和微结构化凹陷的组，以及它们的组合。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征与所述第一组和第二组微特征同时压缩成型。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征的高度与宽度之比小于5，并且所述第三组微特征的每个微特征之间的最小间隔是1微米，以保持结构强度，同时允许液体在所述第三组微特征之间流动和渗透。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征的至少部分微特征沿与所述基材波状表面曲线垂直的轴延伸。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征的所述微结构化突起包含通常呈圆柱形的柱状物。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征的所述微结构化凹陷包括通常呈圆柱形的凹槽。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征置于所述第二组微特征的端面上。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征置于所述第二组微特征之间的所述第一组微特征之上。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征置于所述第二组微特征的端面上，同时置于所述第二组微特征之间的所述第一组微特征之上。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征小于所述第一组微特征，所述第三组微特征小于所述第二组微特征。在另一个有利实施例中，所述第三组微特征包括大约0.4微米至大约10微米的尺寸。在另一个有利实施例中，第四组微特征置于所述第二组微特征的侧表面上。在另一个有利实施例中，所述第四组微特征与所述第一组、第二组和第三组微特征同时压缩成型。在另一个有利实施例中，所述第四组微特征的各特征之间的间距是至少1微米。在另一个有利实施例中，所述第四组微特征选自包含凹槽和肋条的组，以及它们的组合。在另一个有利实施例中，所述第四组微特征包括大约0.4微米至大约10微米的尺寸。在另一个有利实施例中，当应用于湿器官和肌肉组织时，所述基材具有表面粘附力，滑动摩擦力大于50gr/cm2。在另一个有利实施例中，当应用于湿器官和肌肉组织时，所述基材具有表面粘附力，滑动摩擦力大约是325gr/cm2。在另一个有利实施例中，形成所述基材的压缩成型聚合物材料是可生物降解的聚合物。根据本发明进一步完成上述目标,提供了一个微表面,包含波状表面的基材,定义第一组微特征；第二组微特征置于所述第一组微特征上,且选自包含微结构突起和微结构凹陷的组,及其组合,其中，所述第二组微特征小于所所述第一组微特征；第三组微特征置于所述第一组微特征和所述第二组微特征中的至少一种上,所述第三组微特征选自包含微结构突起和微结构凹陷的组,及其组合，其中,所述第三组微特征小于所述第二组微特征；第四组微特征置于所述第二组微特征各显微结构的侧表面,其中，所述的第四组微特征选自包含凹槽和肋条的组；且，所述第二组和第三组微特征,各自包含一部分微特征延沿与所述波状表面曲线垂直的轴延伸；其中，所述各微特征征协同配合，从而增大表面积并影响所述基材的粘附性、摩擦力、亲水性和疏水性中的至少一种性质。在另一个有利实施例中，所述第一组、第二组、第三组和第四组微特征中的每个微结构具有各自的间距、高度/深度和直径，且所述微特征分布其中，以便当应用于液体覆盖表面时，液体在处于wenzel全润湿状态的至少所述第一组和第二组微特征之间渗透。在另一个有利实施例中，当应用于湿器官和肌肉组织时，所述基材在所述液体覆盖表面上的所述粘附性产生大约100gr/cm2至大约325gr/cm2的滑动摩擦力。在另一个有利实施例中，所述确定第一组微特征的波状表面包括圆形峰，有助于所述基材上的压力分布。在另一个有利实施例中，所述第二组和第三组微特征均匀地分布在所述圆形峰上，从而增大所述第一组微特征的表面积。在另一个有利实施例中，当所述基材应用于液体覆盖表面时，所述圆形峰确定压力增大的区域，在至少第一组和第二组微特征之间，促进液滴从悬浮cassie-baxter态向wenzel全润湿态转变。上述目的根据本发明通过提供以下微结构化表面实现：该微结构化包括具有波状表面的基材，所述波状表面确定了第一组微特征；所述基材上包含的第二组微特征，选自包含微结构化突起和微结构化凹陷的组，及它们的组合；所述第二组微特征包含至少部分微特征沿与所述波状表面曲线垂直的轴延伸；其中所述第一组和第二组微特征协同配合，从而增大表面积并影响所述基材的粘附性、摩擦例、亲水性和疏水性中的至少一种性质。在另一个有利实施例中，所述波动表面包括选自由圆形倾斜突起及圆形的倾斜凹陷所组成的圆形峰及圆形波谷群组中的一个形状，在所述基材的至少一部分上产生一个连续弯曲面。在另一个有利实施例中，所述波状表面中每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷之间的间距在约450微米至750微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，所述波状表面的每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷底部(通常是圆形)的直径在约450微米至约750微米范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，所述波状表面中每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷的高度/深度在约100微米至约500微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，所述第二组微特征通常是圆柱形的。在另一个有利实施例中，每个所述第二组微特征之间的间距在约为10微米至50微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，每个所述第二组微特征的直径在约10微米至约50微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，每个所述第二组微特征的高度/深度在约10微米至约50微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，第三组微特征置于所述第一组微特征中和所述第二组微特征中的至少一种上，所述第三组微特征选自包含微结构化突起及微结构化凹陷的组，以及它们的组合，其中所述第三组微特征小于所述第二组微特征；并且，第四组的微特征被置于每个所述第二组微特征微结构的侧表面，其中所述第四组微特征选自包含凹槽和肋条的组。在另一个有利实施例中，每个所述第三组微特征和每个所述第四组微特征之间的间距在约1微米至约10微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，每个所述第三组微特征和每个所述第四组微特征的直径在约0.4微米至约10微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。在另一个有利实施例中，每个所述第三组微特征和每个所述第四组微特征的高度/深度在约0.4微米至约10微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。附图说明下文将说明为执行本发明而设计的结构，以及它的其他功能。阅读下面的说明书，同时参照附图，并附加实例，将使本发明更容易理解：图1显示本发明中基材的放大视图；图2本发明中基材另一个实施例的放大视图；图3显示本发明中基材第一个实施例的侧视图解；图4显示本发明中基材第二个实施例的侧视图解；图5显示本发明第二、第三及第四组微特征的透视图解；图6显示本发明第二、第三和第四组微特征的顶视图解；以及图7a-7d显示本发明中基材波状表面的各种实施例。本领域技术人员将会明白，本发明在一方面或多方面能够满足某些目标，而在其它面或多方面能够满足某些其他目标。并不是每一个目标都能同样完全适用于本发明的各方面。因此，前述项目可以视为对本发明任何一方面的替代方案。若配合附图和实施例来阅读以下详细描述，本发明的各项目及特征将更为清晰。然而，读者应理解本发明上文的概要和下面的详细描述都是优选的实施例，而不局限于本发明或本发明的其他备选实施例。特别是，即使本发明参照了本文所述的若干具体实施例，但是应当理解，该描述为阐明本发明之用，并且不构成本发明的限制。本领域中是本领域技术人员仍可采取各种修改和应用，但不可脱离本发明的精神和范围。同样，本发明的其他目的、特征、利处及优点将在本概要及和下面某实施例中显而易见。此类目的、特征、利处和优点，结合所附的例子、数据、附图和所有合理推论，将更为显而易见，无论是单独考虑或与本文的参考文献一并考虑。具体实施方式现在将参照附图对本发明进行更详细的描述。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术用语当与目前已公开内容所属的领域中普通技术人员所通常理解的含义相同。虽然任何类似或等同于本文描述的方法、装置和材料均能用于本文所述的目前已公开内容、具有代表性的方法、装置和材料的实践或测试。除非特别说明，本文的术语、短语、及其变体，除非另有明确说明，应当被解释为开放性，而不是限制性的。同样，除非明确说明，一组以连接词“和/及”连接的项目不应解读为项目中的每一个均必须出现，而是应解读为“和/或”。同样，除非明确说明，一组以连接词“或”连接的项目不应解读为项目中的每一个均必须互相排斥，而是应解读为“和/或”。此外，尽管本文披露的项目、组分或组件可以以单数描述或表达，但同样可在其范围内预期为复数，除非文中明确陈述限制为单数。一些例子中的拓宽词语和词组如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语不应只理解为更狭窄的情况，这些拓宽短语可能不必存在。微结构、微特征、微观、微米、千分一米在本文中可表示为10-6的大小比例。本发明受天然玫瑰花瓣及其性质启发，发展出一种全新的多级分层微结构化表面的图案。这种表面不仅表现玫瑰花瓣的独特和备受重视的特点，也显著地使之增强。此外，如本文以下详述，也克服了先前所发展的技术对生产和制造玫瑰花瓣状表面的各种限制。其高粘附和超疏水性能，以及本文所定义的微结构化表面的模制工艺可用于在各种行业中改善无数机器和设备，尤其是医疗产品。本发明的微结构化表面有两层或以上的微观客体，其组装方式能产生高表面积，同时保持客体之间的最小间隔，以允许液体流动渗透(促进表面附着力)，并同时通过保持各特征的高宽比例低于物料强度超限的临界水平，以维持最小结构强度。参照图1，本发明微结构排列的第一个实施例包含一种基材，通常称为基材10。在所示实施例中，基材10具有一系列的圆形波峰和波谷形成的波状表面，这些波峰和波谷构成一个连续的曲面横列在基材10的至少一部分上。该基材10的波状表面定义了第一组微特征，通常表示为12。在图1中，基材10的构成及布置是为了集中一系列圆形钮状，在表面形成向上投射的波峰15，与之相关的波谷17位于波峰15之间。图2所示的第二个实施例显示一个反向排列，其中基材10的构成和布置集中在一系列形成波谷17的圆形凹陷，波谷17向内延伸入基材10作为其显著特征，与之相关的波峰15的位于波谷17之间。在这两个实施例中，基材10的表面是贯穿波状表面花纹区域的连续弯曲。根据本发明及在若干实施例所示，基材10的波状表面具有一个圆形、非平坦曲率的重复振荡。基材表面的曲率可通过将三角函数正弦、余弦、正切或指数与幂级数函数等数学公式来说明。这些数学公式用于计算器辅助设计和计算器辅助制造软件，以创建微表面，使用快速制作原型、研磨、放电加工或类似技术，来创建具所需微特征波状表面的聚合物或金属表面。采用数学公式的优点是能迅速通过计算器辅助设计和计算器辅助制造软件大量创建圆形的、非平面特征。这类型的微特征不能使用光刻技术来建立。参照图7a-7d，显示基材10的选择具有各种波状表面纹理，这些纹理提供了横跨基材10的可供选择的曲面微特征。这些实施例用于说明目的，仅作为基材10的实施案例，并不作为对本发明的限制。根据本发明，第一组微特征12包括选自约100微米至999微米范围内尺寸的大小。本文下面将更具体地详细描述，在优选的实施例中，波状表面布置是为了使第一组微特征12，具有750微米的圆形凹陷、750微米的间距、以及约240至500微米的深度。该基材10的布置旨在加强在湿润表面的粘附力，特别是用于接触人体器官和肌肉组织的手术材料。参考图3-6，第二组微特征14置于基材10的表面。在一个实施例中，第二微特征组14在基材10的第一组微特征12上进行模制。正如本文下面详述，在优选的实施例中，基材10是一种压缩模制而成的聚合物材料，在单步成型步骤中，第一和第二组微特征12、14形成于基材10上。第一和第二组微特征12、14共同增加表面面积，影响基材10的的粘附性、摩擦力、亲水性和疏水性中的至少一种性质。优选为，形成所述基材的压缩模制聚合物材料选自包含pdms、pmma、ptfe、peek、fep、etfe、ptfe、paek、聚苯砜、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚芳酯、热塑性塑料、聚丙烯、热塑性弹性体、含氟聚合物、可生物降解聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、乙烯基聚合物、聚烯烃、硅树脂、天然橡胶、合成橡胶的组，及其组合。在本发明的一个优选实施例中，基材10包含聚乳酸生物可吸收的聚合物(pla)。在所述的实施例中，第二组微特征14选自包含微结构化突起和微结构化的凹陷的组，以及它们的组合。图2所示的实施例中，第二组微特征14包含向下延伸入基材10的微结构化凹陷。在图3-6的所示实施例中，第二组微特征14包含从基材10向上延伸的微结构化突起。优选为，图3-6的所示实施例中，所述第二组微特征14的微结构化突起包含通常呈圆柱形的柱状物。优选为，图2的所示实施例中，第二组微特征14的微结构化凹陷包含通常呈圆柱形的凹槽。参照图4，在基材10为薄膜基材、并具有可操控相对顶面和底面的实施例中，第一组微特征12置于一基材10顶面21上，在基材10的底面23上形成一个互补形状，使顶面21上的圆形波峰在底面23上形成圆形波谷，且顶面21上的圆形波谷在底面23上形成圆形波峰。参照图1、2和4，在基材10为薄膜基材、并具有可操控相对顶面和底面的实施例中，第二组微特征14可包含基材10的一个顶面21上或底面23上的一系列微结构化突起，然后确定一系列在相对的顶面或底面21、23上互补的微结构化凹陷。例如，图1可代表一个具有微结构化突起顶面的薄膜基材实施例，在这种情况下，图2代表薄膜基材上的互补底面，其中，图1中顶面上的微结构化突起形成图2中相对的底面上的微结构化凹陷。类似地，在一个实施例中，第二组微特征14包含微结构化凹陷，该凹陷从顶面21穿过基材10向下投射，在相对的底面23上形成互补的微结构化突起。参考说明实施例中的图1、3和4，第二组微特征14包括，至少一部分在所述单独微结构给定点上沿着与基材10波状表面曲线垂直的轴延伸的。以这种方式，第二组微特征14遵循第一组微特征12的曲率。依据本发明，第二组微特征14包括选自大约10微米至大约100微米范围中的尺寸。此外，第二组微特征14的高度与宽度之比最好小于5，且所述第二组微特征的每个微特征之间的最小间隔是1微米，以保持结构强度，同时允许液体在包含第二组微特征14的单独微结构之间流动和渗透。参考图3-6，第三组微特征20也布置在基材10上。优选为，第三组微特征20选自包含微结构化突起和微结构化凹陷的组，以及他们的组合。在一个实施例中，第三组微特征20的微结构化突起包含通常呈圆柱形的柱状物。参考图2，在一个实施例中，第三组微特征20的微结构化凹陷包含通常呈圆柱形的凹槽。优选为，第三组微特征20与所述第一组和第二组微特征12、14同时压缩成型。在一个更优选实施例中，第三组微特征20的高度与宽度之比小于5，且第三组微特征20的每个微特征之间的最小间隔是1微米，以保持结构强度，同时允许液体在所述第三组微特征之间流动和渗透。当装置用更低强度的材料制成时，高宽比例更小，当使用更强材料制成时，高宽比例更大。对于更低稀稠度的液体，特征之间的间距更小，对于更高稀稠度的液体，特征之间的间距更大。参考说明实施例中的图1、3和4，第三组微特征20包含至少一部分沿着与基材10波状表面曲线垂直的轴延伸的微特征。对于本发明来说，其中第二和第三组微特征14、20沿与波状表面曲线垂直的轴延伸，垂直于曲线的轴线在沿曲线特定点上与曲线的切线垂直。在说明的实施例中，第二组微特征14小于第一组微特征12，第三组微特征20小于第二组微特征14。依据本发明，第三组微特征20包含选自大约0.4微米至大约10微米范围中的尺寸。参考一个实施例中的图1和3-6，第三组微特征20置于第二组微特征14的端面22上。在另一个有利实施例中，第三组微特征20置于所述第一组微特征12上第二组微特征14之间。在另一个有利实施例中，第三组微特征20置于第二组微特征14的端面22上，以及第一组微特征12上第二组微特征14之间。参考图5和6，第四组微特征24可被置于第二组微特征14的端面上。第四组微特征24选自包含从凹槽16和肋条18的组，以及它们的组合。。在说明实施例中，凹槽和肋条16、18沿着包含所述第二组微特征14的每个微结构外周侧面的高度垂直排布。第四组微特征24最好包含选自大约0.4微米至大约10微米范围内的尺寸。优选为，第四组微特征24与所述第一组、第二组和第三组微特征同时压缩成型制成基材10。优选为，将具有微特征和间距大于1微米的凹槽和/或肋条16、18加到确定第二组微特征14的圆柱形柱状物或凹陷的外侧，以同时增加表面积及提高耐弯曲和断裂的结构抗性。第四组微特征24的单独微结构之间，以及第二组微特征14的单独微结构之间的间距对于稀稠度较低的液体更小，对于稀稠度较高的液体更大。第三组微特征20覆盖柱状物的顶部和和凹陷底部，并以一种基本上均匀的方式限定第二组微特征14的柱状物或凹陷之间的区域。结合第二及第三组微特征14、20，大大增加了从基材10接触覆盖相对表面液体的表面积。根据所需应用场合的不同，第一组、第二、第三组和第四组微特征共同增加基材10的表面积,以影响基材10的粘附性、摩擦力、亲水性和疏水性中的至少一种性质。在一个实施例中，当应用于湿器官和肌肉组织时，基材10具有表面粘附力，滑动摩擦力大于50gr/cm2。在一个优选实施例中，当应用于湿器官和肌肉组织时，基材10具有表面附着力，滑动摩擦力约为325gr/cm2。在早期研究中，玫瑰花瓣结构得到表征，观察到了微结构中的“波状丘陵”效应。此外，更小的微结构被称为“发丝”，看起来对超级疏水性效应有很大的贡献。为了最好地模拟这个方案，如本发明中所述创造出了一种基材的波状表面设计，其可以在自然所见的圆滑微结构上复制和改进。初始设计关注于具有正弦波形横截面的波状表面，具有直径300微米和间距100微米的特征。参考说明实施例中的图3和4，显示出具有波状表面的基材10，其中表面的曲折具有正弦波形横截面，其形成一系列圆形波峰15和圆形凹陷17。在一个实施例第三组微特征20的尺寸包括直径3微米、间距6微米、高5微米的柱状物。一个实施例中的第二组微特征14包括至少直径45微米、高45微米以及10微米间距微结构柱状物，其侧面有凹槽。在重叠在一起时，第二和第三组微特征14、20沿垂直于波状表面特征曲线的轴形成。这些特征还在圆形特征的多个维度上保持。为重现玫瑰花瓣中天然具有的超级疏水效应，第二组微结构14被加入了在侧表面向下排布的“凹槽”和“肋条”特征。确定第四组微特征24的这些凹槽和肋状物特征模仿了玫瑰花瓣更小的发丝状微结构，以进一步提高疏水性。因此，所述第一组、第二组、第三组和第四组微特征12、14、20和24中的每个微结构具有各自的间距、高度/深度比和直径，并且所述微特征布置其中，以便当应用于液体覆盖表面时，液体在wenzel全润湿状态中的至少所述第一组和第二组微特征之间渗透，以促进基材10和相邻表面之间的黏着性。优选为，第一组微特征12的波状表面包含，在压液体覆盖表面时便于基材10上压力分布的圆形峰。优选为，第二组和第三组微特征14、20均匀地分布在第一组微特征12的圆形峰上，从而增大对于第一组微特征12的表面积。当基材10应用于液体覆盖表面时，所述圆形峰确定压力增大的区域，在至少第一组和第二组微特征之间，促进液滴从悬浮cassie-baxter态向wenzel全润湿态转变。在一个优选实施例中，第一，第二和第三组微特征12、14、20的微特征允许液体渗透达到wenzel全润湿态，而第四组微特征24的构造和布置用于保持超疏水特性。第二和第三组微特征14、20的功能是，在间隙宽到足够高稀稠度液体在低压下流过的同时形成一个大的表面积。在本专利申请中的低压，根据液滴足以形成wenzel全润湿态以促进基材10附着到相邻液体覆盖表面的相关重量定义。因此，本发明的微结构化表面经过设计，促进大小大于10微升的水滴从cassie-baxter悬浮液滴态向wenzel全润湿态转变。第一组微特征12波状表面的一个功能是进一步增加表面积，同时在特征的峰部位产生压力增大的区域。此等表面积增大的区域首先被润湿，引起从cassie-baxter悬浮液滴态到wenzel全浸湿态的迅速转变。第一组微特征12的波状表面的第二个功能是保持足够低的峰值压力，并将压力分散，使表面上的液体很少或无法渗透到下层材料。例如，这对于避免医疗应用中皮下生物组织的创伤和发炎非常重要。第二组和第三组微特征14、20均匀地分布在第一组微特征12的波状表面上，并与波状表面的曲线垂直。即它们在表面上微结构的每个点垂直于在表面的切线。这保证了在可成型结构中建立最大的表面积。如植物表面的研究所示，描绘了荷叶超级疏水效应这样的独特效果，水滴从其表面滑落而起到自洁作用。然而，红玫瑰花瓣上表面的层次结构表现出不同的作用。玫瑰表面超强疏水，但是水滴以很高的附着力粘在表面。研究人员在基材10的各种多层次的微观结构排列上进行了一系列的摩擦阻力试验，与具有各种微特征组合的平面基材相比较。随着花纹编号增加，波状表面深度同样增加，造成湿组织上观察到更多的附着。使用pla704溶于丙酮，进行摩擦阻力试验(由mast作为废料提供)。对机械局部化特性进行了评估。购买“牛排”肉饼，将其切成3公分立方体并贴于局部平台上。肉饼采用22℃生理盐水液充分湿润。将供试品切成1×1cm的正方形，并放置与长丝相连的圆盘上，通过长丝对供试品施加作用力。通过在3公分的方肉上放置布条，并与肉块表面横向平拉，对剪切进行测量。因此，由这些测量值得到每单位面积(1cm2)上的作用力。在这些试验中使用的是湿润的肉品，而非在水中浸泡的肉品，以更好地再现本发明预期应用的手术条件。在所有测量中，弃用明显异常的值，并使用另外的供试品重复进行。使用instronmini55来记录作用力，十字头速度为0.1公分/秒。负荷传感器的极限为200g，精度为+/-0.1g。所有的测量精确到克。所有的测量用0.5g的圆盘完成。且所有测量均使用新铸件，以避免纹理填充。将红玫瑰花花瓣复制面放置在聚乳酸生物可吸收聚合物(pla)上进行第一项试验。结构对湿肉的滑动摩擦力(克力)在pla上成型的有机玫瑰花正表面，n＝3117+/-15光滑硅胶表面<10表1-红玫瑰花上表面复制摩擦力有机玫瑰花瓣复制表面的摩擦力可应用于医疗、工业和娱乐装置，然而，玫瑰花瓣小尺寸和不规则的性质性阻碍了制造设备扩展应用。如上所述，研究人员报导了使用不适合成型设备的技术得到的人造玫瑰花瓣表面的摩擦力。我们使用本专利中所描述的技术制造了表3所示的表面。表3–微图案067a、068a、069a、072a、074a的描述。如前所述，l1或第1层与第三组微特征20关联，l2或第2层与第二组微特征14关联，l3或第3层第一组微特征12关联，“凹槽”与第四组微特征24关联。这些图案的摩擦力如表4中所示。所有图案均使滑动摩擦力增加。当微观特征的高度相当时，柱状物统一图案的额外凹槽增加了滑动力。这使单独的层级也会与多级结构相结合。结构湿肉(克力)067ah，平，直径为3μm的圆(pla)n＝1014+/-3068ah，平，直径为25μm的圆(pla)n＝1024+/-5069ah，平，直径35μm.圆槽(pla)n＝1052+/-8074a,(pla)n＝10118+/-12074a,(pla)n＝10测试2127+/-18表4-微图案067a、068a、069a和074a对湿肉的摩擦力图形074a的滑动摩擦性能大于等于天然红玫瑰花瓣的表面。其他图案在表5中显示。表5-微图案086a、089a和095a的说明图案095a的摩擦测试如表6。滑动力远大于天然玫瑰花瓣表面。结构湿肉(克力)095a,(pla)n＝10185+/-19表6-微图案095a对湿肉的摩擦力图案095a的表面积的计算请见表7。特征增加的表面积mm2/100mm2第3层波状起伏213第2层凹槽柱状物686第1层柱状物279合计1179表7-图案095a的表面积计算值结合第二及第三组微特征(表7所提的第2层与第1层)大大增加了从基材10接触覆盖相对表面液体的表面积，如表7所示。图案设计：85a-l1和l2结合l1：3微米圆柱，6微米柱间距，5微米柱深。l2：25微米圆柱，35微米柱间距，30微米柱深，含3微米槽宽，6微米槽距，5微米槽深086a-堆积、有凹槽、波状起伏：l1：25微米圆孔，35微米间距，45微米深含凹槽3微米宽、6微米间距、5微米深l2：3微米圆孔，6微米间距，5微米深l3：平面基材087a–l3:450微米波状起伏，450微米间距，300微米深088a–l3:600微米波状起伏，600微米间距，400微米深089a–l3:750微米波状起伏，750微米间距，500微米深090a-图案085a和087a的组合(l3300微米波状起伏深度-实际是90微米深)；实际意指模具上的实际波状起伏深度091a-图案085a和088a的组合(l3400微米波状起伏深度-实际是160微米深)092a-图案085a和089a的组合(l3500微米波状起伏深度-实际是205微米深)093a-堆积、有凹槽、波状起伏：l2：25微米圆孔，35微米间距，45微米深含凹槽3微米宽、6微米间距、5微米深l1：3微米圆孔，6微米间距，5微米深l3波状起伏背景:450微米波状起伏孔洞，450微米间距，300微米深(实际测量深度为～200微米)094a-堆积、有凹槽、波状起伏：l2：25微米圆孔，35微米间距，45微米深含凹槽3微米宽、6微米间距、5微米深l1：3微米圆孔，6微米间距，5微米深l3波状起伏背景:600微米波状起伏孔洞，600微米间距，400微米深(实际测量深度为～205微米)095a-堆积、有凹槽、波状起伏：l2：25微米圆凹陷，35微米间距，45微米深含凹槽3微米宽、6微米间距、5微米深l1：3微米圆凹陷，6微米间距，5微米深l3波状起伏背景:750微米波状起伏孔洞，750微米间距，500微米深(实际测量深度为～240微米)间距定义为微观结构中心到中心的距离。l2图案的额外作业旨在加深凹槽，让它们相交，因此你需要使用很少的凹槽。这有助于平衡增加的表面积。然而，计算显示还一些其它选择。多增加几个尺寸相同的凹槽，增加30到45微米高的柱状物，改成更紧密堆积的三角形填充，对增加表面积非常有效。上述波状表面图案95a起初能产生185gr/cm2的摩擦力，在本领域中有显著的改进。根据之前的测试，凹槽/肋状结构能增加滑动克力(配置在第二组微特征14侧表面的第四组微特征24)。此外，增加l3的起伏深度(第一组微特征12)能增加克力，使表面能附着在湿组织上。之后的测试及改进证明图案95a可以准确达到325gr/cm2。天然玫瑰花瓣启发了图案095a。然而，有个关键的不同让图案95a变得更超疏水，且具有更佳的粘附性。玫瑰花瓣有双层结构，让标准湿润机理可以结合。这两层也增加了玫瑰花瓣的表面积。图案095a有三层结构，在第二组微特征14的侧边加入凹槽或肋状体，提升了表面积，增加了液体基材和材料表面之间的接触面积界面和黏合力。第一、第二和第三组微特征的几何形状12、14、20也增加了表面的粗糙度，使它比玫瑰花瓣粗糙。所述第一组微特征12的圆形波状表面特征类似于天然玫瑰花瓣表面上看到的圆形乳突。然而，玫瑰花瓣上的乳突似乎随机排列，而图案095a的波状起伏则位于特定可预测的位置。图案095a的一个明显的优点在于，它可以被模制到任何聚合物表面。优选为，形成第一组微特征12的波状表面，包含选自由圆形倾斜突起及圆形的倾斜凹陷所组成群组中的一个形状，形成圆形波峰及圆形波谷，并在所述基材的至少一部分上产生一个连续弯曲面。在一个优选实例中，基材10的波状表面具有正弦波形的横截面。在另一个实施例中，所述波状表面中每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷之间的间距在约450微米至750微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。此外，在另一个实施例中，所述波状表面的每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷底部(通常是圆形)的直径在约450微米至约750微米范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。并且，所述波状表面中每个所述圆形倾斜突起和每个所述圆形倾斜凹陷的高度/深度在约100微米至约500微米的范围，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。优选为，每个所述第二组微特征14之间的间距在约10微米至约50微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。每个所述第二组微特征的直径在约10微米至约50微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。每个所述第二组微特征的高/深度在约10微米至约50微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。优选为，每个所述第三组微特征20和每个所述第四组微特征24之间的间距在约1微米至约10微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。每个所述第三组微特征20和每个所述第四组微特征24的直径都在约0.4微米至约10微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。每个所述第三组微特征20和每个所述第四组微特征24的高度/深度都在约0.4微米至约10微米的范围内，藉以加强所述基材对液体覆盖表面的附着。制造工艺流程：建立图案095a的特定压缩成型法比现有用于建立花瓣效应表面的方法更有优势。除此模版之外，唯一所需的材料只有用于模制成型的聚合物。这个工艺只需要一个简单步骤就能完成，省时省钱，还能缩小误差范围。有了最大的圆形特征，图案095a的表面也会更近似接近玫瑰花瓣。其它人在模仿品都有尖锐的边缘和几何形状。更重要的是，微表面可以用模版印在任何聚合物上。这个特点非常重要，可供各种行业生产各式各样的产品。图案095a是目前是唯一的“玫瑰花瓣效应”微表面，可以轻易的以压缩模塑法印在任何聚合物上，不需额外的步骤、材料或涂料。第二和第三组微特征14、20可由业界所熟知的标准光刻工艺制成。例如，这些结构可以通过掩模制作技术，然后将图案刻蚀在硅芯片上进行制造。随后，可使用业界熟知的工艺将微特征图案转移到聚合物膜上(详见美国专利no.8,720,047；8,814,954；uspub.no.2011/0311764；uspub.no.2012/0043693；uspub.no.2012/0052241；及uspub.no.2012/0126458，文献藉由引用并入本文)。前述聚合物模的第二和第三组微特征14、20的图案以业界熟知的成形法与第一组微特征12结合，其细节如下。(详见uspub.no.2011/0266724，文献藉由引用并入本文)。制造方法包括：将预选的微结构图案(柱状物、凹陷等)以光固化快速成形法，或添加剂制造法(快速原型/3d打印)来制作包含微特征的第一微结构原型。然后橡胶板以第一微结构原形铸造，使包含橡胶微特征的微结构橡胶板产生预选图案；此铸造橡胶会形成10微米到3000微米薄的橡胶板。第二微原型的塑造是，使用添加剂制造法(快速原型/3d打印)生成预选图案的微特征，形成具有波峰和波谷的一系列微结构表面。橡胶片由第二微结构原形铸造，使微结构橡胶在铸造橡胶上包含第二微结构原形的反相图案。橡胶片以第二微结构原形铸造，因此能够建立和第二微结构原形的正相和反相橡胶图案。在第二微结构原形的正像和负像使用氧等离子体处理，以建立高化学活性的表面。氟代硅烷会和高化学活性的表面产生键结，给予该表面化学惰性，大大增加光滑度。橡胶片然后会由第二微结构原形正反相橡胶间的第一微结构原形压制，使胶片弹性拉伸超过第二微原形正反相橡胶的波状表面形状，并通过化学连接的方式将橡胶片和无硅烷处理表面连接。这将形成具有第一微结构原形的微特征橡胶模，定向垂直于具有第二微结构原形波状表面特征的表面。该橡胶模可以单一的压造工序塑造其他热塑性塑料或其他热固性聚合物；或可作为电铸镍或铜金属表面的芯轴；或者可以和聚合物或腊黏合剂混合来塑造粉末金属。电铸镍或铜片可作为制造聚合物的工具，或作为放电加工的电极，将各种形状制成钢铁和其它耐用金属及陶瓷。粉末金属和聚合物或蜡粘合剂的混和物，可以烧结形成钢铁或不锈钢金属零件，其特点是第一微结构原型的微特征定向垂直于第二微结构原形波状表面特征的表面。尽管本发明的内容已详述了具体的实施例及其方法，但应当认识到，
技术领域：
内的科研人员可能会根据对前述内容的理解，提出此类实施例的替代、变体、以及等价方案。因此，当前公开的范围是通过具体实施例对本发明进行详细的说明，并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员根据此处披露的内容而做出的变形和改进，也应视为本发明的保护范围。当前第1页12