[发明专利]一种利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法

说明书

本发明涉及一种利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法，将待加工玻璃基材清洗干净并吹干后置于加工平台上，采用脉冲激光对待加工玻璃基材表面进行激光刻蚀处理，并在所述玻璃基材表面形成规则的凸凹形或凹坑形微结构，制备得到超亲水玻璃表面。本发明的利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法，通过采用脉冲激光对待加工玻璃基材表面进行激光刻蚀处理并形成规则的凸凹形或凹坑形微结构，可以在玻璃表面获得长期稳定的超亲水表面，水滴能够迅速均匀的向四周扩散铺展，使玻璃达到自清洁、防雾、良好的浸润性能的功能，工艺简单，仅仅改变玻璃基材表面结构，不需要使用任何涂层或改变其化学组成，绿色环保无污染，成本低效率高。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法。

背景技术

玻璃在工农业生产和日常生活以及医疗领域有着广泛的用途，例如太阳能电池板、温室的玻璃墙、建筑材料、隔断玻璃、厨房玻璃、医疗使用的载玻片和特殊作业玻璃等。然而污染和雾化问题给人们的生产和生活带来了诸多的不便，甚至造成了重大的损失。因此，提高玻璃的亲水性能，使其达到超亲水，实现自清洁、防雾的功能对许多领域都至关重要。在医疗领域也有很广泛的应用，超亲水玻璃具有良好的浸润性能，在血液化验时，使用超亲水载玻片，血液能在超亲水载玻片上迅速均匀的向四周铺展，解决了人工铺展不均匀等问题。

目前，制备超亲水玻璃表面的方法有：溶胶-凝胶法、液相沉积法、电化学法、自组装分子膜、涂覆纳米涂层等方法，目前的制备方法存在操作复杂，成本高，超亲水性能维持时间不长，甚至会产生化学污染等方面的缺陷。因此，开发一种工艺简单，绿色环保无污染，能耗少，成本低效率高的超亲水自清洁、防雾、良好的浸润性能的玻璃表面的方法，是目前科研工作者亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单，安全可靠，绿色环保无污染，能耗少，制备成本低效率高的制备超亲水玻璃表面的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法，将待加工玻璃基材清洗干净并吹干后置于加工平台上，采用脉冲激光对待加工玻璃基材表面进行激光刻蚀处理，并在所述玻璃基材表面形成规则的凸凹形或凹坑形微结构，制备得到超亲水玻璃表面。

本发明的有益效果是：本发明的利用脉冲激光制备超亲水玻璃表面的方法，通过采用脉冲激光对待加工玻璃基材表面进行激光刻蚀处理并形成规则的凸凹形或凹坑形微结构，可以在玻璃表面获得长期稳定的超亲水表面，水滴能够迅速均匀的向四周扩散铺展，使玻璃达到自清洁、防雾、良好的浸润性能的功能，工艺简单，仅仅改变玻璃基材表面结构，不需要使用任何涂层或改变其化学组成，绿色环保无污染，成本低效率高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述脉冲激光的波长范围为200nm-2000nm，所述脉冲激光的脉宽范围短于50ms。

进一步：所述脉冲激光的波长为800nm-1064nm，所述脉冲激光的脉宽为100fs-50μs。

进一步：采用振镜系统对玻璃表面分别进行横向和纵向的激光刻蚀处理，刻蚀速度为10mm/s-20m/s，振镜系统的刻蚀轨迹采用直线型刻蚀方式，脉冲激光的通断及振镜系统的扫描范围和刻蚀速度均由计算机程序控制和设定。

进一步：采用多棱镜系统对玻璃表面分别进行横向和纵向的激光刻蚀处理，刻蚀速度为1m/s-100m/s，多棱镜系统的刻蚀轨迹采用直线型刻蚀方式，脉冲激光的通断及多棱镜系统的扫描范围和刻蚀速度均由计算机程序控制和设定。

进一步：采用运动平台系统对玻璃表面分别进行横向和纵向的激光刻蚀处理，刻蚀速度为5mm/s-5m/s，运动平台系统的刻蚀轨迹采用直线型刻蚀方式，脉冲激光的通断及运动平台系统的扫描范围和刻蚀速度均由计算机程序控制和设定。