[发明专利]一种仿蜉蝣稚虫复眼结构的亲水防雾表面的制备方法

摘要

本发明涉及一种仿蜉蝣稚虫复眼结构的亲水防雾表面的制备方法，属于防雾表面和亲水材料制备领域。该亲水防雾表面的制备结合了一种紫外光刻和溶胶‑凝胶法。首先以SU‑8 2005光刻胶为基材，采用紫外光刻工艺制备出类似碗状阵列结构的负模板，且该负模板可以重复使用，降低了生产成本，然后以SiO2为结构材料，复制得到一种仿蜉蝣稚虫复眼结构的亲水防雾表面。蜉蝣稚虫复眼是微米尺度亲水防雾功能表面，不同于微纳复合结构的蚊子复眼，因此制备起来相对简单，并且结构不易破坏，通过对其微观结构进行表征和仿制进而获得微米尺度亲水防雾功能，该方法制备出的防雾表面表现出了不错的透过率、亲水性和防雾性能。

主权项

一种仿蜉蝣稚虫复眼结构的亲水防雾表面的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：一、玻璃基底的清洁：首先，为了提高光刻胶对玻璃基底的附着以及得到更平整的膜；将玻璃基底在丙酮里超声震洗10min，去除玻璃基底表面的有机物；其次将玻璃基底在无水乙醇里超声震洗10min，去除将玻璃基底表面残余的丙酮；接着将玻璃基底在去离子水中震洗10min，去除将玻璃基底表面的无机物；然后将将玻璃基底放在200℃的加热台上烘烤10min，用来增加光刻胶与将玻璃基底表面附着力；二、前躯体溶液的配制：将100ml的水和1ml的浓盐酸混合均匀，然后取7.2ml配好的盐酸溶液与22.4ml的TEOS(正硅酸乙酯)投入到密闭容器中，室温下通过磁力搅拌器搅拌反应30‑40min，直到溶液透明无浑浊，得到前躯体溶液；三、负模板的制备：1)、掩模板的设计：根据蜉蝣稚虫复眼单个小眼的尺寸与分布，设计了一种圆孔阵列掩模板，其单个圆孔的直径是15um，并且圆孔之间的间隔是16um，由于蜉蝣稚虫复眼单个小眼的高度为6um，经过精确的计算与反复的实验，得出光刻胶的旋涂厚度为7um；2)、光刻胶的涂覆：在玻璃基底上涂覆SU‑8 2005光刻胶。SU‑8 2005光刻胶的涂覆参数：台式匀胶机转速设为2500‑3500r/min,30s后放入热烘板中，在95℃下烘烤2‑3min，然后玻璃基底自然冷却至室温；3)、紫外光刻：利用紫外光刻：掩模板在105‑110mJ/cm2的紫外光源下垂直曝光5‑8s，再次移入热烘板，在100℃下烘烤8‑10min，冷却后的玻璃基底在显影中超声震洗30s，接着用异丙醇清洗10s，最后用氮气枪吹干玻璃基底表面，至此得到了光刻胶构成的类似碗状阵列结构的负模板；四、亲水防雾表面的形成：在负模板上覆盖一层洁净的玻璃片，将负模板和玻璃片的两端用夹子夹住，然后用移液管将前躯体溶液添加在负模板表面上，由于负模板和玻璃片之间存在毛细力，前躯体溶液能够自然地渗透到负模板的微结构中，随后将负模板放入120℃的干燥箱中加热固化1h，最后为了确保微结构的完整性，使用镊子小心地将夹子取下，从而得到一种以SiO2为结构材料的仿蜉蝣稚虫复眼结构的亲水防雾表面。