[发明专利]一种超亲水金属表面微纳结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种超亲水金属表面微纳结构及其制造方法。结构包括，一金属基板基体，金属基板基体上形成由沟槽组成的三组互成角度的平行沟槽阵列和棱柱状突起。制造方法包括，首先提供一块金属基板。接着清洗金属基板并干燥。然后使用激光束扫描金属表面得到表面具有粗糙沟壑状的微纳结构的金属基板。最后使用去离子水超声清洗金属基板并干燥。本发明借助激光刻蚀技术，在金属表面构建粗糙沟壑状的微纳结构，赋予金属表面超亲水性能，其结构简单，制造方法环保、简单、高效。

技术领域

本发明涉及一种超亲水金属表面微纳结构及其制造方法。

背景技术

在具有特殊润湿性的固体表面在学术研究和工业技术中具有重要的应用。这些应用包括自清洁纺织品、油水分离、防冰和防雾玻璃、大气中水蒸汽收集、化学屏蔽、和减少生物粘附。

影响固体材料表面润湿性能的主要因素有两点：固体材料的表面粗糙度大小和固体材料表面物质的表面能高低。通过构造表面微纳结构放大物质对某种液体的本征亲疏性可以人工制造超润湿性能表面。现有人工制造超润湿性能表面的方法多为聚合物涂层以及化学气相沉积，这些方法存在加工效率、精准性以及操作难易程度上的不足。

因此，可以氧化金属表面，同时在金属表面构建粗糙沟壑状的微纳结构，赋予金属表面超亲水性能的超亲水金属表面微纳结构及其制造方法，是本技术领域亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可以氧化金属表面，同时在金属表面构建粗糙沟壑状的微纳结构，赋予金属表面超亲水性能的超亲水金属表面微纳结构及其制造方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超亲水金属表面微纳结构，其包括金属基板基体，所述金属基板基体上形成由沟槽组成的三组互成角度的平行沟槽阵列和棱柱状突起。

作为上述技术方案的进一步优化，所述沟槽的宽度为10~30μm，所述沟槽的深度为10~40μm。

作为上述技术方案的进一步优化，所述平行沟槽阵列中相邻两条平行沟槽的间距为50~200 μm。

作为上述技术方案的进一步优化，所述平行沟槽阵列中，不同组平行沟槽阵列之间互成60°角。

作为上述技术方案的进一步优化，所述金属基板为黄铜、紫铜、铝、钛的其中一种。

一种超亲水金属表面微纳结构的制造方法，包括上述的超亲水金属表面微纳结构，所述制造方法包括如下步骤：

S1、提供一块金属基板；

S2、将金属基板清洗干净并干燥；

S3、使用激光束扫描金属基板的表面，令金属基板的表面形成粗糙沟壑状微纳结构；

S4、使用去离子水超声清洗S3步骤得到的金属基板，并干燥。

作为上述技术方案的进一步优化，所述步骤S4中，将表面具有粗糙微纳结构的金属基板浸泡在去离子水中超声清洗，清洗时间为1~2分钟。

作为上述技术方案的进一步优化，步骤S4中，干燥时为置于氮气流中干燥。

本发明具有以下有益效果：

结构简单、具有周期性，使用激光扫描刻蚀金属表面的方法，可以氧化金属表面，同时在金属表面构建粗糙的微纳结构，赋予金属表面超亲水性能，制造方法环保、简单、高效。

附图说明

图1所示为本发明一种金属微孔阵列过滤膜显微镜下显示的结构示意图。

图2所示为本发明一种金属微孔阵列过滤膜的表面结构示意图。

图3所示为本发明一种金属微孔阵列过滤膜及其制造方法的工艺流程图。