[发明专利]一种具有图案化亲/疏水区协同集水的表面及制备方法

权利要求书

1.一种具有图案化亲/疏水区协同集水的表面，其特征在于，所述表面是在超疏水铜基底上构造具有树状阵列结构的超亲水图案，所述树状阵列结构由多个具有形状梯度的图案上下相连组成。

2.根据权利要求1所述的表面，其特征在于，所述具有形状梯度的图案为楔形或三角形，每个楔形或三角形底部宽度为0.1-5mm，高度为0.5-10mm，每列亲水图案的间距为0.1mm-4mm。

3.一种权利要求1-2任一项所述的具有图案化亲/疏水区协同集水表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对铜样品表面进行抛光去污除油清洗，得到干净的铜表面；

(2)利用碱性溶液腐蚀洁净铜表面，获得具有纳米结构的超亲水铜表面；

(3)对超亲水铜表面进行低表面能化学物质修饰，获得超疏水铜表面；

(4)利用光纤激光在超疏水铜表面烧蚀具有树状结构的图案，以去除表面的低表面能化学物质，得到超亲水图案，而未经激光烧蚀的区域仍保持其超疏水性能，即得到亲/疏水区协同集水表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的对铜样品表面进行清洗的方法是，首先依次用200目、500目、800目、1200目、2000目的砂纸对表面进行抛光处理，之后将样品依次放在去离子水、乙醇、异丙醇中超声清洗10-30分钟；清洗干净后，用冷风吹干或室温自然晾干，得到干净的铜表面。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的碱性溶液为NaClO₂、NaOH和Na₃PO₄·12H₂O的混合水溶液，其中NaClO₂的重量比是2％-4％，NaOH的重量比是3.2％-5.2％，Na3PO₄·12H₂O的重量比是7.5％-9.5％，样品在碱性溶液中浸泡10-60分钟，浸泡温度为80-100℃。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的低表面能物质为1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷和正己烷的混合溶液，浓度为0.5-2mM，样品在溶液中修饰的时间为10-60分钟，之后在100-150℃的干燥箱中加热30-120分钟。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的激光烧蚀采用的设备为激光雕刻机，固体激光器为光纤激光器，波长为1.06μm。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的树状图案通过CorelDRAW或AutoCAD绘图软件绘制并输出到激光雕刻机控制面板。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的激光烧蚀加工树状图案时，激光功率为0.4-40W，扫描速度为0.0254-2.54m/s，扫描频率为10-100kHz，扫描次数为1-50次，其中激光烧蚀参数范围通过激光雕刻机控制面板进行设定。