專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬基材表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人類(lèi)所研究的對(duì)象和客體從宏觀的物體不斷向著微觀、微區(qū)發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的宏觀的、大規(guī)模的、大范圍的研究既存在資源上的浪費(fèi)，也使得研究的周期放慢拖長(zhǎng)，從而對(duì)微區(qū)領(lǐng)域的研究不斷的代替著在宏觀領(lǐng)域中的研究，然而就目前現(xiàn)有的機(jī)械加工手段很難滿(mǎn)足微區(qū)中液滴的轉(zhuǎn)移和微區(qū)的各種化學(xué)、 物理、生物反應(yīng)，因此，微區(qū)中液滴的轉(zhuǎn)移是目前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。H. Linke等利用 Leidenfrost效應(yīng)通過(guò)改變接觸面的溫度差來(lái)實(shí)現(xiàn)液滴的轉(zhuǎn)移，但其過(guò)程中液滴損失較大， 且轉(zhuǎn)移過(guò)程不宜控制；BinSu等通過(guò)加工疏水性機(jī)械手的方法實(shí)現(xiàn)了液滴的抓取，但其制作方法和操作過(guò)程都十分繁瑣等等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，可以實(shí)現(xiàn)微液滴的無(wú)損失抓取，具有操作簡(jiǎn)單、耗費(fèi)時(shí)間少、成本低、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提出一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，其特征在于具體包括幾個(gè)步驟(1)金屬基底的預(yù)處理將片狀金屬基底浸入去離子水中，然后超聲清洗機(jī)，取出吹干備用；(2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制晶體生長(zhǎng)溶液為磷酸和過(guò)氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0. 05mol/L 0. 075mol/L,過(guò)氧化氫的濃度為0. 05mol/L 0.075mol/L ；(3)將步驟(1)處理過(guò)的金屬基底浸入步驟(2)配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在 20°C 30°C的溫度下靜置1 4天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗金屬基底，取出吹干備用；(4)將步驟(3)處理好的金屬基底放入聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡24小時(shí)以上；(5)將經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡后的金屬基底用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗后放入80°c 110°C的烘箱中干燥1 4小時(shí)，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，實(shí)現(xiàn)金屬基底超疏水表面的制備。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法， 制備的超疏水高粘附性金屬具有較高的穩(wěn)定性，能在數(shù)月內(nèi)仍能保持穩(wěn)定的性能，用于無(wú)損失轉(zhuǎn)移貴重的、有腐蝕性的、有危害性的液滴，制造生物微量溶液移液管，可廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)學(xué)、生物等重要領(lǐng)域；2、本發(fā)明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法， 由于金屬具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性以及較好的力學(xué)強(qiáng)度性能，至今仍然是最重要 旦


圖1 本發(fā)明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法的流程圖；圖2為花生葉的低倍電鏡照片(SEM)；圖3為采用本發(fā)明方法處理后得到的超疏水高粘附性金屬表面(銅箔)的低倍電鏡照片(SEM)；圖4為花生葉的高倍電鏡照片(SEM)；圖5為采用本發(fā)明方法處理后得到的超疏水高粘附性金屬表面(銅箔)的高倍電鏡照片(SEM)；圖6為未采用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的銅箔的接觸角示意圖；圖7為采用本發(fā)明方法處理后的銅箔的接觸角示意圖；圖8為采用本發(fā)明方法處理后的銅箔的粘附力測(cè)試圖；圖9為采用本發(fā)明方法處理后的銅箔無(wú)損失抓取微液滴開(kāi)始時(shí)的圖片；圖10為采用本發(fā)明方法處理后的銅箔無(wú)損失抓取微液滴正在進(jìn)行抓取的圖片；圖11為采用本發(fā)明方法處理后的銅箔無(wú)損失抓取微液滴完成抓取的圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)具體地說(shuō)明本發(fā)明的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法。本發(fā)明提出一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，如圖 1所示，具體包括幾個(gè)步驟(1)金屬基底的預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水。將片狀金屬基底(所述的片狀金屬基底優(yōu)選為鋁箔基底、鎂基底、錫箔基底、鎂鋁合金基底、鎳基底、鈦板基底或鐵基底，進(jìn)一步優(yōu)選為銅箔基底，規(guī)格為單晶銅箔基底)浸入去離子水中，然后將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘以上，回收清洗液。再將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99.7%) 倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘左右，取出金屬基底，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制晶體生長(zhǎng)溶液為磷酸和過(guò)氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0. 05 0. 075mol/L,過(guò)氧化氫的濃度為0. 05 0. 075mol/L,如分別稱(chēng)取1.73g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>85%)和2. 55g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 ，將二者混合倒入500mL燒杯中，用去離子水作溶劑，加入去離子水至溶液體積為300mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。
(3)將步驟(1)處理過(guò)的金屬基底浸入步驟(2)配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在 20°C 30°C (優(yōu)選為25°C)的溫度下靜置1 4天(優(yōu)選為2天)后取出，用去離子水反復(fù)沖洗金屬基底5 7次以上，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?4)將步驟(3)處理好的金屬基底放入聚全氟烷基硅 氧烷_(kāi)乙醇的混 合溶液中浸泡24小時(shí)以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5% (優(yōu)選5% )的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)將經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡后的金屬基底用無(wú)水乙醇 (分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)彡99.7% )反復(fù)沖洗5 7次以上，放入80°C 110°C (優(yōu)選為 90°C)的烘箱中干燥1 4小時(shí)(優(yōu)選為2個(gè)小時(shí))，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30 40nm，即得到超疏水高粘附性金屬表面，實(shí)現(xiàn)金屬基底超疏水表面的制備。本發(fā)明提出的一種基于花生葉表面仿生制備高粘附性金屬表面的方法，對(duì)于鋁箔基底、鎂基底、錫箔基底、鎂鋁合金基底、鎳基底、鈦板基底、鐵基底均可適用。花生作為在干旱地區(qū)的重要作物，花生葉片表面的高粘附、超疏水性能使其能不斷的從低表面粘附的空氣等其他介質(zhì)中抓取所需的水分，最終被其根部所吸收，為花生的生命代謝提供了有利的水源保障。本發(fā)明仿照花生葉表面結(jié)構(gòu)和形貌，提出一種具有優(yōu)良抓取能力的超疏水高粘附性金屬表面的方法。通過(guò)圖2所示的低倍下的花生葉電鏡照片和圖3所示的采用本發(fā)明提供的基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法制備的超疏水高粘附性金屬表面的低倍電鏡照片對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理后的銅箔，表面在大尺度范圍內(nèi)也具有類(lèi)似于花生葉表面的無(wú)規(guī)則溝壑狀形貌結(jié)構(gòu)，初步可以斷定其具有與花生葉相似的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在銅箔表面初步實(shí)現(xiàn)了仿生構(gòu)筑。通過(guò)圖4所示的花生葉高倍電鏡照片和圖5所示的基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法制備的超疏水高粘附性金屬表面高倍電鏡照片的對(duì)比，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在納米級(jí)尺度上，經(jīng)采用本發(fā)明方法處理后的銅箔，表面形貌也具有與花生葉表面形貌十分相似的無(wú)規(guī)則且相互交錯(cuò)的片層狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步證明仿照花生葉表面制備金屬表面形貌的實(shí)驗(yàn)是可行、有效的。超疏水是指與水的接觸角大于150°，未采用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的銅箔的接觸角示意圖如圖6所示，其接觸角大小為105°，而采用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的銅箔的接觸角如圖7所示，為161°，可見(jiàn)利用本發(fā)明的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面為超疏水表面。采用本發(fā)明進(jìn)行處理的銅箔的粘附力測(cè)試圖如圖8所示，可以觀察到經(jīng)處理的銅箔表現(xiàn)出良好的粘附性。由于液滴的表面能較高，要使液滴能進(jìn)行無(wú)損抓取就必須使液滴處于超疏水狀態(tài)且抓取材料表面具有高粘附性，利用所制得的高粘附性金屬表面可以輕易的抓取9ul大小的液滴。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始階段，液滴在低黏附表面上呈超疏水狀態(tài)，所制得的高粘附金屬表面在液滴上方，如圖9所示；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，高粘附金屬表面以恒定的速率緩慢下降，至開(kāi)始與液滴接觸并略微擠壓液滴時(shí)停止下降開(kāi)始反向以恒定的速率上升，此時(shí)如圖10所示；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，液滴被所制得的高粘附性金屬表面完全抓取在上方，如圖11所示，可以觀察到處理后的金屬表面具有良好的粘附力，并能有效的進(jìn)行微液滴的無(wú)損抓取。
本發(fā)明提供的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，可廣泛應(yīng)用于微液滴的無(wú)損失抓取，在機(jī)械、環(huán)保、醫(yī)藥、衛(wèi)生等領(lǐng)域同樣具有廣泛的應(yīng)用前景。
實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種以銅箔(單晶)基底的超疏水高粘附金屬表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)銅箔表面預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將銅箔 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出銅箔，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制分別稱(chēng)取1. 73g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 85% ) 和2. 55g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40% )，將二者混合倒入500mL燒杯中， 用去離子水作溶劑，加入去離子水至溶液體積為300mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的銅箔浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗銅箔5次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的銅箔，放入聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡24小時(shí)。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟(4)處理過(guò)的銅箔用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到本發(fā)明的銅箔超疏水表面，實(shí)現(xiàn)銅箔超疏水表面的制備。實(shí)施例2 本實(shí)施例提供一種以銅箔(單晶)基底的超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)銅箔預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將銅箔 (15mmX 15mmX0. 2mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗10分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗3分鐘，取出銅箔，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取1. 73g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、1.7g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積為450mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的銅箔浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗銅箔7次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的銅箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟④處理過(guò)的銅箔用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗7次，放入90°C的烘箱中干燥3小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷 基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為40nm，即得到本發(fā)明的銅箔超疏水表面，實(shí)現(xiàn)銅箔超疏水表面的制備。實(shí)施例3 本實(shí)施例提供一種以銅箔(單晶)基底超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)銅箔預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將銅箔 (30mmX30mmXlmm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗6分鐘，回收清洗液。將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.7%)倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗6分鐘，取出銅箔， 用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取2. 595gg磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、2. 55g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，力口入去離子水至溶液體積為200mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的銅箔浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在30°C的溫度下靜置1天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗銅箔7次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的銅箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟④處理過(guò)的銅箔用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗7次，放入90°C的烘箱中干燥4小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為40nm，即得到本發(fā)明的銅箔超疏水表面，實(shí)現(xiàn)銅箔超疏水表面的制備。實(shí)施例4 本實(shí)施例提供一種以鎂片(單晶)基底超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)鎂片預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將鎂片 (15mmX15mmX0. 7mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗2分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗2分鐘，取出鎂片，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取2. 595g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、1.7g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積為400mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的鎂片浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗5次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的鎂片，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟④處理過(guò)的鎂片用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗5次以上，放入110°C的烘箱中干燥2小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到本發(fā)明的鎂基底超疏水表面，實(shí)現(xiàn)鎂基底超疏水表面的制備。實(shí)施例5 本實(shí)施例提供一種以鎂鋁合金基底超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)鎂鋁合金預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將鎂鋁合金 (25mmX IOmmX 0. 3mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出合金，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取1. 80g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、2. 23g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積400mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的合金浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗合金5 7次以上，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的合金，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟(4)處理過(guò)的鎂鋁合金用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗5次，放入100°C的烘箱中干燥2. 5小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為40nm，即得到本發(fā)明的鎂鋁合金超疏水表面，實(shí)現(xiàn)鎂鋁合金基底超疏水表面的制備。實(shí)施例6 本實(shí)施例提供一種以錫箔(單晶)基底超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)錫箔預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將錫箔 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出錫箔，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取2. OOg磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、2.478過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積為350mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的錫箔浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗銅箔5次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的錫箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟④處理過(guò)的錫箔用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗6次以上，放入90°C的烘箱中干燥2小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到本發(fā)明的錫箔超疏水表面，實(shí)現(xiàn)錫箔超疏水表面的制備。
實(shí)施例7 本實(shí)施例提供一種以鎳基底超疏水高粘附表面的制備，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)鎳基底預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將鎳片 (15mmX20mmX0. 5mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出鎳片，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取2. 50g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、2. 55g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積為300mL，此時(shí)即配置成濃度為0. 05mol/L和0. 075mol/L的混合溶液， 用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟①處理過(guò)的的鎳片浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置1天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗5次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的鎳片，放入聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡36小時(shí)。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟④處理過(guò)的鎳片用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到本發(fā)明的鎳基底疏水表面，實(shí)現(xiàn)鎳基底疏水表面的制備。實(shí)施例8 本實(shí)施例提供一種以鈦板基底超疏水高粘附表面的制備方法，具體包括以下幾個(gè)步驟(1)鈦板預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水備用。將鈦板 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去離子水中，將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗4分鐘，回收清洗液。 將無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗3分鐘，取出鈦板，吹干備用。(2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制用去離子水作溶劑，取1. 97g磷酸(分析純，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%)、2. 4g過(guò)氧化氫(分析純，過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)倒入燒杯中，加入去離子水至溶液體積為350mL，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理過(guò)的的鈦板浸入配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在25°C的溫度下靜置2天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗鈦板6次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)鈱⑵浯蹈蓚溆谩?4)取出步驟(3)處理好的鈦板，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小時(shí)以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。(5)將經(jīng)過(guò)步驟⑷處理過(guò)的鈦板用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小時(shí)，得到表面覆蓋一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到本發(fā)明的鈦基底超疏水表面，實(shí)現(xiàn)鈦基底超疏水表面的制備。實(shí)施例9 本實(shí)施例提出一種以鐵箔(單晶)為基底的超疏水高粘附性金屬表面的方法，，具
9體包括幾個(gè)步驟(1)金屬基底的預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水。將片狀鐵箔基底浸入去離子水中，然后將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。再將無(wú)水乙醇(分析醇， 乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出片狀鐵箔，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制晶體生長(zhǎng)溶液為磷酸和過(guò)氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0. 05mol/L,過(guò)氧化氫的濃度為0. 05mol/L，用玻璃棒攪拌均勻
后備用。(3)將步驟(1)處理過(guò)的鐵箔浸入步驟(2)配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在20°C的溫度下靜置1天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗金屬基底5次，待其表面清洗干凈后，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?4)將步驟(3)處理好的鐵箔放入聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡24 小時(shí)以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)將經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡后的鐵箔用無(wú)水乙醇(分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )反復(fù)沖洗5次以上，放入80°C的烘箱中干燥1小時(shí)，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到超疏水高粘附性金屬表面，實(shí)現(xiàn)金屬基底超疏水表面的制備。實(shí)施例10 本實(shí)施提出一種以銅箔為基底的超疏水高粘附性金屬表面的方法，具體包括幾個(gè)步驟(1)金屬基底的預(yù)處理取50ml燒杯一個(gè)，倒入去離子水。將片狀銅箔基底浸入去離子水中，然后將燒杯放入超聲清洗機(jī)清洗5分鐘，回收清洗液。再將無(wú)水乙醇(分析醇， 乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99. 7% )倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗5分鐘，取出銅箔，用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制晶體生長(zhǎng)溶液為磷酸和過(guò)氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0. 075mol/L，過(guò)氧化氫的濃度為0. 075mol/L，用玻璃棒攪拌均勻后備用。(3)將步驟(1)處理過(guò)的金屬基底浸入步驟(2)配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在 30°C的溫度下靜置4天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗金屬基底7次，待其表面清洗干凈后， 用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?4)將步驟(3)處理好的金屬基底放入聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡24小時(shí)以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)將經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷_(kāi)乙醇的混合溶液中浸泡后的金屬基底用無(wú)水乙醇 (分析醇，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 99.7%)反復(fù)沖洗7次，放入110°C的烘箱中干燥4小時(shí)，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，該薄膜厚度為30nm，即得到超疏水高粘附性金屬表面，實(shí)現(xiàn)金屬基底超疏水表面的制備。
權(quán)利要求
1.一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，其特征在于具體包括幾個(gè)步驟(1)金屬基底的預(yù)處理將片狀金屬基底浸入去離子水中，然后超聲清洗機(jī)，取出吹干備用；(2)晶體生長(zhǎng)溶液的配制晶體生長(zhǎng)溶液為磷酸和過(guò)氧化氫的混合溶液，用去離子水作溶劑，磷酸的濃度為0. 05mol/L 0. 075mol/L,過(guò)氧化氫的濃度為0. 05mol/L 0.075mol/L ；(3)將步驟(1)處理過(guò)的金屬基底浸入步驟(2)配制好的晶體生長(zhǎng)溶液中，在20°C 30°C的溫度下靜置1 4天后取出，用去離子水反復(fù)沖洗金屬基底，取出吹干備用；(4)將步驟(3)處理好的金屬基底放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡24 小時(shí)以上；(5)將經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡后的金屬基底用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗后放入80°C 110°C的烘箱中干燥1 4小時(shí)，在銅箔表面得到一層聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，實(shí)現(xiàn)金屬基底超疏水表面的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，其特征在于所述的步驟(3)中所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，其特征在于所述的步驟(5)中聚全氟烷基硅氧烷的薄膜厚度為30 40nm。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，屬于金屬基材表面處理領(lǐng)域，包括金屬基底的預(yù)處理、晶體生長(zhǎng)溶液的配制、將金屬基底浸入晶體生長(zhǎng)溶液中、將金屬基底放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡、將浸泡后的金屬基底用無(wú)水乙醇得到聚全氟烷基硅氧烷的薄膜五個(gè)步驟。本發(fā)明提出的一種基于花生葉表面仿生制備超疏水高粘附性金屬表面的方法，制備的超疏水高粘附性金屬具有較高的穩(wěn)定性，能在數(shù)月內(nèi)仍能保持穩(wěn)定的性能，用于無(wú)損失轉(zhuǎn)移貴重的、有腐蝕性的、有危害性的液滴，制造生物微量溶液移液管，可廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)學(xué)、生物等重要領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C23C22/02GK102345117SQ20111027722
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者劉克松, 李舟, 楊帥, 江雷 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)