A.Tuteja等人首先設(shè)計(jì)的疏油凹角結(jié)構(gòu)紋理表面使該種人造疏油表面成為研究熱點(diǎn)。隨著彈尾蟲疏油角質(zhì)層的發(fā)現(xiàn),人們意識(shí)到:這種由無翼節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)化出的高度紋理化,層次化排列的表面凹角結(jié)構(gòu);由于其優(yōu)異的疏油性及高靜水壓力下的抗浸潤(rùn)性,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。研究者們已經(jīng)提出了各種各樣的基于化學(xué)刻蝕和光刻工藝的仿生凹角結(jié)構(gòu)紋理表面制備方法。相較于主流微納加工方式,飛秒激光放大級(jí)直寫加工作為一種新興加工手段,以其低熱效應(yīng)、高峰值功率、無掩膜、高精度、靈活高效、不受加工材料限制等諸多優(yōu)勢(shì),在微納加工領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。本課題聚焦于探究凹角結(jié)構(gòu)紋理表面制備技術(shù),利用飛秒激光放大級(jí)直寫加工形狀記憶聚合物材料,引入“復(fù)合”思想,結(jié)合兩種不同材料間的收縮失配和形狀記憶聚合物的熱輔助自生長(zhǎng)機(jī)制,成功制備了仿生凹角結(jié)構(gòu)紋理表面;同時(shí),創(chuàng)新的提出了一種動(dòng)態(tài)表征手段:施加外部振動(dòng)來模擬真實(shí)的彈尾蟲運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景,詳細(xì)探究了凹角結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)抗浸潤(rùn)性能以及外部振動(dòng)參數(shù)對(duì)液滴浸潤(rùn)過程的影響,最終實(shí)現(xiàn)了仿生凹角結(jié)構(gòu)紋理表面的性能優(yōu)化。全文的主要工作內(nèi)容包括以下幾部分:（1）從形狀記憶聚合物的記憶效應(yīng)和聚... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３Ｃ．Ｗｅｒｎｅｒ等人提出的利用逆向壓印光刻技術(shù)制備凹角結(jié)構(gòu)工藝示意１３１］：首先通過兩??，

ｌｉｃｏｎ?ｅｔｃｈ?ｒｅｓｉｓｔ?ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ?＆?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｅｔｃｈ?ｔｗｏ－ｔｉｅｒ?＾ｌｉｃｏｎ?ｍａｓｔｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＩＩ．?Ｆｅａｔｕｒｅ?ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ?—?ｒｅｖｅｒｓｅ?ｉｍｐｒｉｎｔ?ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ????ＰＦＰＥｃｔｍａ?ｗｃｙｆｃｍｇ?ｍ＜ｒｆａ?（ｐｏｓｉａｖｅ＞?ｊ?????ｍｏ＞ｄ?ｃａｓｔｉｎｇ?ｔｏｎｅ?ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｐｒｅ－ｐｏｉｙｍｅｒ?ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ?＆?ＵＶ－ｃｕｒｉｎｇ??圖１．３Ｃ．Ｗｅｒｎｅｒ等人提出的利用逆向壓印光刻技術(shù)制備凹角結(jié)構(gòu)工藝示意１３１］：首先通過兩??步深硅刻蝕得到凸模，接著逆向壓印光刻經(jīng)固化后得到凹角結(jié)構(gòu)陣列表面。??由于基于光刻和反應(yīng)離子／各項(xiàng)異性刻蝕的方法具有工藝復(fù)雜，刻蝕周期久；??前期需要使用化學(xué)氣相沉積等方法制備掩膜板，且一批掩膜板對(duì)應(yīng)一種固定尺寸??的結(jié)構(gòu)，如果需要對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控探究則需要制作另一批掩膜板；制備過程??需要超凈間且存在不可避免的化學(xué)試劑污染等局限。為了突破這些限制，研宄者??們著眼于探究更為便捷的加工方法來制備微納結(jié)構(gòu)紋理表面。近年來，隨著快速??原型增材制造的技術(shù)發(fā)展，增材制造的３Ｄ打印方法也被廣泛用于微納結(jié)構(gòu)的加??工之中。Ｇｕ等人［３２］利用雙光子聚合３Ｄ打印技術(shù)在光刻膠上成功實(shí)現(xiàn)了凹角結(jié)??構(gòu)，雙凹角結(jié)構(gòu)乃至三凹角結(jié)構(gòu)的制備（圖１．４）；??■關(guān)戰(zhàn)：??國(guó)參????—?（？ｖ＞?（ｎｉ）?Ｄｅｖｅｔｅｐｉｎｇ??Ｔ?ｒ?＞?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?—一?Ｉ?■??Ｈｉｎｉｉ＇ｉ??圖１．４ＧＵ等人利用雙光子聚合３Ｄ打印制備凹角結(jié)構(gòu)紋理表面示

ａ?＿?Ｊ?，，?ｂ?，筆??ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?ｉ?＊?－?．．－ｖ?＾??ｆ職》?ｅ—，．勿？??ｅ?，’而—?ＣＩＭＩ＿??Ｌ＇ｇｈｔ?ｇｕｉｄｅ?ｔｏｏ！?＼?＾?警??ＰＯＭＳ?：，Ｊ�。。停。�，，＾Ｎ？，?＾ＳＫｐ＞？ｔｅｒ?ｏｐｔｌｕｌ?ｆｉｂｅｒ??ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ?ａｒｒａｙ??＝Ｍ：??Ｉ—＂Ｍ＿ｍｍｍｍｍｍｍｍ?ｍｍｍｉｎｉｍｍｍｍｉ?ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ?ｐａｔｔｅｒｎｓ??圖１．５Ｃｈｅｎ等人開發(fā)的浸入式表面積累３Ｄ打印平臺(tái)及加工工藝展示｜３３１。ａ）浸入式３Ｄ打??印平臺(tái)示意圖；ｂ）打印光路及檢測(cè)光路示意圖；ｃ）打蛋器結(jié)構(gòu)示意圖及電鏡圖；ｄ）打印??終端光纖放大示意圖；ｅ）浸入式打印工作原理示意圖??基于快速原型增材制造的３Ｄ打印加工方式可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工，且相??較于光刻和化學(xué)刻蝕工藝，加工結(jié)構(gòu)參數(shù)靈活可調(diào)。但其加工效率極低，且受制??于加工范圍，無法實(shí)現(xiàn)大面積結(jié)構(gòu)的加工。綜合上述介紹的傳統(tǒng)凹角結(jié)構(gòu)加工工??藝，仍然存在進(jìn)一步簡(jiǎn)化工藝流程，提高加工效率的必要。本節(jié)通過一張表格總??結(jié)了上述幾種具有代表性的加工方法與本課題提出的加工方法的區(qū)別（表１．］）。??１．?１．２紋理表面常用表征方法??對(duì)于加工得到的凹角結(jié)構(gòu)紋理表面，需要進(jìn)一步進(jìn)行潤(rùn)濕性能表征。研究者??們通過各種表征手段已經(jīng)證明了凹角結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的液體排斥性能，包括對(duì)液滴??的抗鋪展，抗粘附以及抗?jié)B透。凹角結(jié)構(gòu)紋理表面的抗鋪展性能通常用靜態(tài)接觸??角表征［３４＿３７］，例如：Ｊｉａｎｇ等人１３６］用不同狀態(tài)下的接觸角來表征通過電化學(xué)原子??交


本文編號(hào)：3400280