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[发明专利]高耐久低冰粘附的超疏水表面及其制备方法-CN202210378889.1在审
发明人： 钟敏霖;张红军;陈昶昊 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-04-12 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： B05D5/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种高耐久低冰粘附的超疏水表面及其制备方法。该表面结构包括基底、微米丘、纳米线以及聚合物连接体；微米丘有多个，多个微米丘周期分布于基底的表面；纳米线有多个，纳米线自微米丘的表面伸出，每个微米丘的表面伸出多个纳米线；聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间。在上述表面结构中，微米丘表面的纳米线之间的空隙比微米丘结构之间的空隙小，聚合物连接体连接于相邻的纳米线之间，表现为网蓬状结构，这样可以在保留表面疏水性的同时获得较低的冰粘附强度。同时，在使用过程中，当经过融结冰循环之后，表面结构顶端的纳米线可能逐渐折断损伤，但是聚合物连接体能够得以保存，进而可以有效提高表面结构的耐久性。
耐久粘附疏水表面及其制备方法

[发明专利]基于配体化学的纳米晶体激光热致图案化方法和图案化纳米晶体膜-CN202110193431.4有效
发明人：张昊;钟敏霖;李景虹;李馥;陈昶昊 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-02-20 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： B23K26/36 文献下载
摘要：本发明公开了基于配体化学的纳米晶体激光热致图案化方法，属于光电纳米材料增材制造领域。该方法利用激光与纳米晶体薄膜及基底作用，产生热能引发配体分子发生交联和分解等化学过程，从而使激光作用区域纳米晶体胶体稳定性发生显著变化实现纳米晶体图案化。该方法提出了一种基于配体热化学反应的新图案化机理，突破了现有纳米晶图案化方法难以制备较厚薄膜的局限，图案厚度达8μm以上，不依赖于模板或基底形状，是一种高效、可编程、适合大面积制备的纳米晶体图案化方法。该热致图案化方法相比光刻方法更好保持了纳米晶体的光致发光等性质。本方法可应用于阵列式纳米晶光检测器、高清LED显示等重要光电器件以及特定形状纳米晶体组装体的构建。
基于化学纳米晶体激光图案方法

[发明专利]柱状铜阵列集流体及其制备方法和应用-CN202111193425.5在审
发明人：苏一博;汪长安;钟敏霖;张红军;尹立坤;陈林辉 -专利权人：中国长江三峡集团有限公司
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2022-02-25 - 主分类号： H01M4/70 文献下载
摘要：本发明提供了一种柱状铜阵列集流体及其制备方法和应用，该铜阵列集流体在微米尺度上，其具有规则的柱状阵列结构；在亚微米尺度上，其具有不规则网状突起结构，且均匀的分布在柱体表面。具体制备时，S1、将铜箔进行清洗，去除表面杂质；S2、对铜箔用飞秒激光进行处理，S3、将S2处理后的铜箔放入盐酸溶液中，除去表面的CuOx；通过上述处理，即得柱状铜阵列集流。该集流体比表面积显著增大，用于电池负极材料，具有更稳定的循环性能以及更佳的安全性能。
柱状阵列流体及其制备方法应用

[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-CN201911108364.0有效
发明人： 钟敏霖;张红军;刘伟建 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-11-13 - 公布日： 2021-02-26 - 主分类号： B05D5/00 文献下载
摘要：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，该表面由超疏油‑超疏水的超双疏区域和图案化超亲油‑超疏水的亲疏区域两部分组成，其制备方法采用脉冲激光加工技术配合图案化改性方法制备。初始时呈润湿性各向同性；亲疏区浸润油后变为超滑区，该表面转变为图案化超滑/超双疏表面，呈润湿性各向异性。通过加油或去油方法可以实时改变润湿性状态，在各向同性与各向异性之间快速转化，并实现类水稻叶各向异性、类蝴蝶翅膀定向粘附性和类仙人掌叶无泵运输特性。本发明油控法调控表面润湿性灵活多样、响应迅速、操作简单、实施成本低，实现对液滴的实时精确操控。本发明可应用于生物、医学、化学、集水等多个领域的液滴操控与微流控。
一种润湿调控超滑超双疏表面及其制备方法

[实用新型]一种超疏水抗结冰航空铝合金蒙皮-CN202021594327.3有效
发明人： 钟敏霖;张红军;潘瑞 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-04 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： B64C1/12 文献下载
摘要：一种超低冰粘附力的超疏水抗结冰航空铝合金蒙皮，该蒙皮表面由多级微纳结构组成，该微纳结构以周期分布在铝合金基材表面的三维微米锥结构为基础，在微米锥表面分布有密集生长的纳米片和由纳米片组成的纳米花簇；且在微米锥表面或在微米锥与微米锥之间弥散分布有亚微米球和亚微米花中的一种或两种。通过本实用新型的设置的航空铝合金蒙皮表面具有极低的冰粘附力，冰与表面之间的粘附强度可低至6kPa，冰在其自身重力作用下或在轻微震动情况下能自行脱落。该蒙皮可广泛应用于航空关键构件、船只、地面运输工具、冰箱和空调等防冰领域。
一种疏水结冰航空铝合金蒙皮

[发明专利]一种三维三级微纳结构的稳定超疏水金属表面及制备方法-CN201910338618.1有效
发明人： 钟敏霖;张红军;潘瑞 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： C23C22/63 文献下载
摘要：一种三维三级微纳结构的稳定超疏水金属表面及制备方法，属于结构化功能表面技术领域。该金属表面含有三级微纳结构，该结构以分布在金属基材表面的三维微米锥结构为基础，在微米锥表面分布有呈辐射状密集生长的一维纳米棒、纳米管或二维纳米片，且在微米锥表面以及在微米锥与微米锥之间弥散分布有微米球或微米花。其制备方法采用超快激光烧蚀与化学氧化法相结合的复合方法制备，再经由低自由能表面化学修饰，从而实现高稳定超疏水自清洁功能，可承受高达1400Pa的拉普拉斯压力仍保持大于150°的接触角。本方法具有高效、可控及适合大面积制备等优势，可广泛应用于超疏水自清洁、抗结冰、抗腐蚀、抗污、抗菌、集水、减阻、油水分离等应用领域。
一种三维三级结构稳定疏水金属表面制备方法

[发明专利]一种超疏水抗结冰航空铝合金表面及制备方法-CN202010772968.1在审
发明人： 钟敏霖;张红军;潘瑞 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-08-04 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： B64C1/12 文献下载
摘要：一种超低冰粘附力的超疏水抗结冰航空铝合金表面，该表面由多级微纳结构组成，该微纳结构以周期分布在铝合金基材表面的三维微米锥结构为基础，在微米锥表面分布有密集生长的纳米片和由纳米片组成的纳米花簇；且在微米锥表面或在微米锥与微米锥之间弥散分布有亚微米球和亚微米花中的一种或两种。本发明还公布了该表面的制备方法，由超快激光烧蚀与湿化学法相结合，再经低自由能表面化学修饰而成，可实现大面积高效制备。本发明的航空铝合金抗结冰表面具有极低的冰粘附力，冰与表面之间的粘附强度可低至6kPa，冰在其自身重力作用下或轻微震动下能自行脱落。该表面结构可广泛应用于航空关键构件、船只、地面运输工具、冰箱和空调等防冰领域。
一种疏水结冰航空铝合金表面制备方法

[发明专利]一种纳米结构三维分布的超双疏金属表面及其制备方法-CN201810316726.4有效
发明人： 钟敏霖;张红军;韩金鹏 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-04-10 - 公布日： 2020-09-29 - 主分类号： B23P15/00 文献下载
摘要：一种纳米结构三维分布的超双疏金属表面及其制备方法，属于功能材料技术领域。该超双疏表面是在金属基材上分布有三维微米阵列结构，阵列表面分布有柔性、纤薄纳米绸带状单元互相缠绕形成的纳米草状结构。所述方法首先利用超快激光图案化烧蚀金属基材表面形成三维微米结构，然后通过化学浴氧化在三维微米结构表面形成纳米草状结构，再用全氟癸基三甲氧基硅烷进行表面改性处理，实现超疏水超疏油功能。该超双疏表面具有优异的耐久性，其制备方法简单易行、快速高效、可大面积制备，能在室外等多种外界环境下长时间保持自清洁性能，在国防、工业生产、日常生活等领域具有广泛的应用前景。
一种纳米结构三维分布超双疏金属表面及其制备方法

[发明专利]一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面及制备方法-CN201810687964.6有效
发明人： 钟敏霖;张红军;刘伟建 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-06-28 - 公布日： 2020-03-31 - 主分类号： B05D5/08 文献下载
摘要：一种具有超疏‑超亲水结构的自驱动集水表面及制备方法，属于水收集与超疏水表面技术领域。所述集水表面是在超疏水表面上分布有超亲水区域，超亲水区域为树叶叶脉状通道网络结构，该结构由不同级次的通道彼此联结而成。本发明采用了叶脉收集养分的原理设计出了叶脉状超亲水通道网络，可实现自驱动高集中度高效集水；所采用的工艺具有工艺简单，加工高效可控、微米结构参数精密可调，可进行大面积制备超亲水超疏水复杂图案等优势。本发明的集水方案不仅可以使集水设备真正大型化，在现有的基础上大大提高了集水效率，还可以应用到蒸馏、提盐、换热等多个领域，尤其是在需要精确控制冷凝水的水量和流动方向时，更是可以发挥出意想不到的效果。
一种具有超亲水结构驱动集水表面制备方法

[发明专利]一种锂离子电池一体化负极的激光烧蚀氧化原位制备方法-CN201710375337.4有效
发明人：汪长安;梁芃;苏一博;钟敏霖;张红军 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-05-24 - 公布日： 2019-07-12 - 主分类号： H01M4/04 文献下载
摘要：一种锂离子电池一体化负极的激光烧蚀氧化原位制备方法，先将金属箔片使用酒精或丙酮和去离子水分别超声清洗；在室温和空气气氛下，使用纳秒脉冲激光分别扫描照射金属箔片，激光垂直于金属箔片，得到金属氧化物‑金属一体化负极；再将金属氧化物‑金属一体化负极放入真空干燥箱中干燥；最后将干燥后的金属氧化物‑金属一体化负极在钛酸四丁酯与无水乙醇的混合溶液中浸泡，然后在空气中自然水解，在烘箱中烘干，得到改性的金属氧化物‑金属一体化负极，将其作为锂离子电池负极材料使用，呈现了出色的充放电长循环稳定性和优异的电化学性能，本发明具有简易高效、低成本的优点。
一种锂离子电池一体化负极激光氧化原位制备方法

[发明专利]一种不锈钢基电解水催化电极及其制备方法-CN201811456430.9在审
发明人： 钟敏霖;张红军;蔡明勇 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-11-30 - 公布日： 2019-03-08 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：一种不锈钢基电解水催化电极及其制备方法，属于电催化材料制备技术领域。该电极是在不锈钢基体上分布有三维微米凸起阵列，凸起阵列表面随机分布有大小不一的微米球，微米球表面覆盖有纳米颗粒无序堆积而成的氧化物纳米绒状结构。所述方法首先利用高能密度脉冲激光烧蚀不锈钢基体表面形成微米凸起阵列，然后用纳秒脉冲激光烧蚀凸起阵列表面形成微米球和纳米绒状结构，从而得到无需粘接剂的自支撑催化电极。该电极表现出优异的电解水析氢、析氧和全解水性能和高稳定性，其制备方法简单可控、可大面积制备，原料廉价易得，可用于燃料电池汽车用氢气、水下装备制氧、医用制氢制氧、氢水杯、高原制氧、便携式制氢制氧装备等广泛的应用领域。
凸起阵列制备催化电极电解水微米球制氧不锈钢基体表面形成不锈钢基绒状结构电极制氢纳秒脉冲激光燃料电池汽车制备技术领域电催化材料氧化物纳米表面覆盖大小不一高稳定性高原制氧激光烧蚀密度脉冲纳米颗粒水下装备随机分布无序堆积氢气粘接剂自支撑可控可用氢水烧蚀析氢析氧三维表现

[发明专利]一种风电叶片超疏水自清洁表面及制备方法-CN201710948316.7在审
发明人： 钟敏霖;张红军;王凯扬 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-10-12 - 公布日： 2018-03-16 - 主分类号： B23K26/00 文献下载
摘要：一种风电叶片超疏水自清洁表面及制备方法，属于风电设备制造技术领域。本发明的风电叶片表面树脂涂层上密布有柱状微米级结构，每个柱状微米结构的外表面覆盖有大量纳米颗粒，形成微纳二级结构；其制备方法是利用脉冲激光直接在叶片表面树脂涂层上原位烧蚀制备出柱状微米级结构，基于脉冲激光的诱导效应，在每个柱状微米结构的外表面同时诱导生成纳米颗粒，形成微米结构加纳米结构的微纳二级结构。本发明的制备方法简单，工艺相容性好、可设计性强，可以实现大面积制备。超疏水自清洁风电叶片能有效降低叶片经风吹雨淋造成的污染，降低结冰可能性，提高风电机组的年平均工作时间、风能利用效率与叶片寿命，因此具有重要的应用前景。
一种叶片疏水清洁表面制备方法

[发明专利]一种超疏水透明玻璃及其制备方法-CN201710735820.9在审
发明人： 钟敏霖;张红军;林义 -专利权人：清华大学
申请日： 2017-08-24 - 公布日： 2017-12-22 - 主分类号： C03C15/00 文献下载
摘要：一种超疏水透明玻璃及其制备方法，涉及一种运用超快激光制备的超疏水高透明性玻璃及其制备方法。本发明的超疏水透明玻璃的表面分布有离散的点状小坑，小坑内部为微纳米结构；其制备方法是采用超短脉冲激光在玻璃表面制备出离散的点状小坑，对每个点状小坑进行多次变能量激光脉冲处理，形成丰富的微纳米结构，然后再采用氟硅烷气相修饰的方法进行低自由能表面处理。本方法工艺简单、点坑结构精确可调、加工过程高效可控、重复性好；所得玻璃透明度高、超疏水性能稳定、疏水性和透明性可控，玻璃表面接触角达160°，可见光透光率高达90％以上。在建筑窗户玻璃、交通运输工具窗户、汽车后视镜、不沾水镜子、太阳能晶硅电池表面保护等领域有广阔前景。
一种疏水透明玻璃及其制备方法

[发明专利]一种快速制备氧化物多级纳米结构的方法-CN201610900058.0在审
发明人：伍晖;钟敏霖;欧刚;范培迅 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-10-14 - 公布日： 2017-05-10 - 主分类号： B23K26/362 文献下载
摘要：本发明公开了一种快速制备氧化物多级纳米结构的方法，包括以下步骤选定一种固体材料，采用聚焦高能密度脉冲激光束在含氧气氛中对选定材料进行烧蚀处理，材料烧蚀氧化形成氧化物多级纳米结构；或者气化成微小颗粒发生氧化反应，冷却沉积后形成氧化物多级纳米结构。
一种快速制备氧化物多级纳米结构方法

[发明专利]一种金属氧化物纳米线的可控图案化超快激光复合制备方法-CN201510025963.1有效
发明人： 钟敏霖;范培迅;张红军 -专利权人：清华大学
申请日： 2015-01-19 - 公布日： 2017-01-11 - 主分类号： C01B13/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属氧化物纳米线的可控图案化超快激光复合制备方法。它包括以下步骤：1)按照预先设计的图案，用超快激光辐照块体金属的表面，在块体金属的表面得到图案化的微纳米结构，即金属氧化物纳米线前驱体；2)在氧化气氛下，加热附着有金属氧化物纳米线前驱体的块体金属并保温，冷却后即在金属氧化物纳米线前驱体上原位生长出金属氧化物纳米线。利用超快激光加工过程对金属表面微纳米前驱体结构分布形式的调控，可实现对金属氧化物纳米线分布形式的调控；同时，通过对热氧化工艺中加热温度、保温时间、氧化气氛等因素的调控，可实现对金属氧化物纳米线直径、长度和生长密度等的调控。
一种金属氧化物纳米可控图案化超快激光复合制备方法

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