[发明专利]一种润湿性可调控的超滑超双疏表面及其油控和制备方法

权利要求书

1.一种润湿性可调控的超滑超双疏表面，其特征在于，该表面底层为超疏油-超疏水的超双疏区，在超双疏区的局部区域内设有图案化的超亲油-超疏水的亲疏区；所述的超双疏区内由微纳米凹角结构组成，其上修饰有十七氟癸基三甲氧基硅烷；所述的亲疏区内由微纳米粗糙结构组成，其上修饰有月桂酸；所述的亲疏区的粗糙结构的间隙被空气填充时，为超疏水区，该超疏水区和超双疏区组成的表面，呈润湿性各向同性；所述的亲疏区的粗糙结构的间隙被油填充时为超滑区，该超滑区和超双疏区组成的表面，呈润湿性各向异性。

2.如权利要求1所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面，其特征在于，所述的微纳米凹角结构由微米峰坑和纳米颗粒团簇组成；微米峰的高度为15-60微米，间距为15-100微米，微米坑处于微米峰的间隙位置，深度为15-60微米；纳米颗粒团簇的大小为10-1000纳米，其杂乱地分布在微米峰坑上，微米峰坑表面有些区域凸出，有些区域凹陷。

3.如权利要求1或2所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面，其特征在于：所述的亲疏区为等宽条形图案、“”形图案和楔形图案中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面，其特征在于：

1)当亲疏区为等宽条形图案，其条形宽度为20-1000微米时，且亲疏区的粗糙结构的间隙被油填满时，则呈出现水稻叶式各向异性的润湿性；若亲疏区的粗糙结构的间隙被空气填满时，则呈现荷叶式各向同性的润湿性；

2)当亲疏区为“”形图案，且“”形图案的粗细为20-1000微米、分开角度为30-150°时，若亲疏区的粗糙结构的间隙被油填满时，则呈现出蝴蝶翅膀式的定向粘附性；若亲疏区的粗糙结构的间隙被空气填满时，则呈现荷叶式各向同性的润湿性；

3)当亲疏区为楔形图案，楔形的角度为1-10°时，且亲疏区的粗糙结构的间隙被油填满时，则呈现出仙人掌式的无泵运输特性；若亲疏区的粗糙结构的间隙被空气填满时，则呈现出荷叶式各向同性的润湿性。

5.如权利要求4所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面，其特征在于：所述亲疏区的等宽条形图案的宽度为50-500微米；所述的“”形图案的粗细为50-500微米，分开角度为80-100°。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面的油控方法，其特征在于所述方法包括：

1)将油滴加到所述的亲疏区的粗糙结构的间隙内，使亲疏区转变为超滑区；

2)将油从所述的亲疏区的粗糙结构的间隙内部去除，使其再次被空气填充，使亲疏区转变为超疏区。

7.如权利要求6所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面的油控方法，其特征在于，滴加油的方法采用滴管或注射器；去除油的方法有两种，第一种是用有机溶剂冲洗表面的油；第二种是在常温或加热条件下让油挥发，加热温度为40-90℃。

8.如权利要求1-5任一权利要求所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)用脉冲激光在金属表面上烧蚀制备出规则排列的微纳米凹角结构；

2)对微纳米凹角结构的表面用十七氟癸基三甲氧基硅烷进行修饰，该修饰过程为将激光处理过的表面与0.5-1g的十七氟癸基三甲氧基硅烷一起放入干燥箱中进行加热处理，加热温度为50-150℃，加热时间为0.5-2小时，即得到超疏油-超疏水的超双疏表面；

3)用脉冲激光在超双疏表面上的局部区域内进行图案化烧蚀，去除烧蚀区域内的十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰层，在超双疏区内部得到图案化超亲油-超亲水区域；

4)将处理过的表面用月桂酸对图案化超亲油-超亲水区域进行局部修饰：将处理过的表面整体放进质量分数为0.5-2％的月桂酸油溶液中浸泡0.5-2分钟，再将其放入干燥箱中进行加热，加热温度为50-120℃，加热时间为30-90min，使图案化区域获得超亲油-超疏水的亲疏特性，超双疏区仍维持超双疏特性，即在超双疏区内部获得了亲疏区。

9.如权利要求8所述的一种润湿性可调控的超滑超双疏表面的制备方法，其特征在于：所述月桂酸油溶液的溶剂为食用油或碳链长度为8-16的烃类物质。