[发明专利]具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法

说明书

具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法，微夹持器，包括有基体和连接在基体上的夹钳，夹钳是由结构相同的左夹件体和右夹件体构成，左夹件和右夹件通过螺丝相对称地固定设置在所述基体上。方法包括：对钳口头的钳口端面进行打磨和清洗，使钳口端面的粗糙度Ra降低到1.5以下，之后使用超声波清洗器依次在丙酮、乙醇和水中各清洗十分钟；用皮秒激光器模仿荷叶表面的微纳复合结构在钳口端面进行二级结构加工；降低微夹持器钳口端面的表面能。本发明夹钳可拆卸，根据工作条件的不同，装配与之对应的夹钳。夹钳末端端面具有的摩擦系数大、粘附力低、自洁、抗腐蚀、抗结冰、抗结霜等特性提高微夹持器的使用性能。

技术领域

本发明涉及一种微夹持器。特别是涉及一种具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法。

背景技术

近年来，微夹持器应用越来越广泛，而目前，微夹持器大多是一体化加工而成，不能对钳口末端进行加工处理，即不能对夹钳端面进一步加工，这种设计限制了微夹持器的柔性，同时微夹持器在工作过程中末端需要频繁的开合，夹钳处很容易磨损，并且一旦损坏则整台微夹持器将报废，浪费人力和资源。同时，传统的微夹持器夹钳末端端面容易吸附杂质，在低温环境中容易结霜或结冰而不能正常工作，并且由于摩擦系数低，黏附力高，使微夹持器在工作中很难夹取和释放物体。因此，现有微夹持器存在的柔性差、易腐蚀、易结霜结冰、难夹取难释放的问题。微夹持器夹钳的缺陷严重限制了微夹持器整体的使用性能，近年来，克服微夹持器夹钳存在的问题，提高微夹持器的使用性能，受到了越来越多人的关注。

自然界中一些动植物表面特殊的微观结构及其表面的低表面能物质，使其表现出特殊的润湿性能。荷叶表面微米级的乳突结构和分布在乳突上的纳米级凸起，使其具有超疏水的特性；水稻稻叶微观上具有波纹状结构，波纹状结构上分布着纳米级颗粒，其表面具有超疏水特性的同时也具有各向异性。自然界动物如水黾的腿部，蚊子的复眼等都具有超输水的特性，

目前，尚未出现在微夹持器末端端面制备超疏水表面以提高微夹持器使用性能的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高微夹持器使用性能的具有仿生超疏水结构的微夹持器及其钳口端面的制作方法。

本发明所采用的技术方案是：一种具有仿生超疏水结构的微夹持器，包括有基体和连接在基体上的夹钳，所述的夹钳是由结构相同的左夹件体和右夹件体构成，所述左夹件和右夹件通过螺丝相对称地固定设置在所述基体上。

所述的基体为矩形框结构，所述矩形框结构的上边框中间形成有开口，上边框上在所述开口的两侧分别形成有高度低于其他部分的用于连接所述左夹件体和右夹件体的连接台，所述连接台上开有用于通过螺丝固定所述左夹件体和右夹件体的通孔。

所述的左夹件体和右夹件体结构相同，均包括有L形结构主体，所述L形结构主体的水平部分与基体上的连接台相连接，并形成有与基体的连接台上的通孔相对应的连接孔，所述L形结构主体的垂直部分的顶端设置有钳口头，所述左夹件体和右夹件体的钳口头上对应设置有便于夹持物体的钳口端面。

所述的钳口端面是由向外凸出的微米级正六边形凸柱排列构成。

每一个所述的微米级正六边形凸柱的端面上均是由向外凸出的纳米级凸柱排列构成。

一种具有仿生超疏水结构的微夹持器的钳口端面的制作方法，包括如下步骤：

1)对钳口头的钳口端面进行打磨和清洗，使钳口端面的粗糙度Ra降低到1.5以下，之后使用超声波清洗器依次在丙酮、乙醇和水中各清洗十分钟；

2)用皮秒激光器模仿荷叶表面的微纳复合结构在钳口端面进行二级结构加工；

3)降低微夹持器钳口端面的表面能。