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溶液辅助的飞秒激光诱导硅表面可控微纳米结构及水下油滴操纵

   中国科学技术大学微纳米工程实验室吴东教授课题组利用飞秒激光在硅表面诱导形成microcone和micromolar阵列结构。首次提出了利用粘度、沸点差异较大的乙醇和蔗糖溶液作为辅助加工条件,形成高度可控的阵列结构。这两种结构具有空气中超亲水、水下超疏油特性,课题组进一步研究了结构表面对水雾收集和蒸发以及水下油滴操控的应用。该研究成果以题为“One-step facile fabrication of controllable microcone and micromolar silicon arrays with tunable wettability by liquid-assisted femtosecond laser irradiation”近日在国际著名期刊RSC Advances(SCI, IF=3.84)上在线发表。

 
   相对传统的微纳米加工方式,利用溶液辅助的飞秒激光一步成形这两种三维复杂阵列结构,具有可大面积制造、效率高等优点。课题组采用乙醇和蔗糖溶液辅助加工可控的microcone和micromolar阵列结构表面具有可控的润湿性,空气中水的接触角(25.05~2.46°)、油的接触角(7.22~0°),水下油的接触角(124.9~169.2°)。水下超疏油以及低粘附力的特性可以用于油滴的定向操控,使得油滴沿着设定的轨迹运动。空气中超亲水的特性用于雾滴的收集,对解决干旱地区的水贮存问题提出了新的方法。该项研究成果将在微流体器件、微反应器、生物医学和化学生物传感器等领域具有潜在应用。 
   该项工作由中国科学技术大学微纳米工程实验室博士后李国强和硕士研究生章振为共同第一作者完成,吴东教授和李家文副教授作为共同通讯作者。研究工作受到国家科技部、自然基金委等的资助。 
   论文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2016/ra/c6ra06949e


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