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基于激光能量调制的仿生各向异性表面加工

   中国科学技术大学精密机械与精密仪器系吴东教授课题组基于飞秒激光能量调制在PDMS(聚二甲基硅氧烷)表面成功制备了沟槽周期、宽度及深度可调的周期性微纳米沟槽阵列。这种拥有微纳宏三级结构的仿生水稻叶表面具有超疏水、各向异性润湿的特性,课题组进一步研究了该微纳米表面对定向集水和方向性雾气采集的应用。该研究成果近日以“Biomimetic Surfaces with Anisotropic Sliding Wetting by Energy-Modulation Femtosecond Laser Irradiation for Enhanced Water Collection”为题,在国际期刊RSC Advances (SCI二区, IF:3.289)上在线发表。

   受水稻叶表面各向异性结构的启发,在PDMS表面诱导形成复杂的宏、微、纳三级结构,具有超疏水、低粘附力和各向异性润湿等特点,这种结构在自清洁、流体装置、微流控等领域具有广泛的应用前景。飞秒激光诱导加工技术作为一种新型的制备微纳结构的方法,克服了传统技术的加工可控性差、工序繁琐等缺点,可以一步地快速形成复杂的三级(宏、微、纳)结构。吴东教授课题组采用飞秒激光能量调制的方法,首先在PDMS表面小能量激光扫描加工形成了微纳米复合结构,然后用大能量激光二次加工可控的大尺寸沟槽(几百微米),从而构成三级宏、微、纳结构。不仅研究了与水稻叶相似的超疏水(接触角>150°)和各向异性润湿功能,还研究了定向储水和雾气的各向异性收集等功能,该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/ArticleLanding/2017/RA/C6RA28174E#!divAbstract


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