飛秒激光制備耐久型超疏水表面及其應(yīng)用的研究進(jìn)展（特邀）

張嘉亮，成揚(yáng)，楊青，梁婕，方政，侯洵，陳烽

（1 西安交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，陜西省信息光子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710049）

（2 西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，西安 710049）

0 引言

經(jīng)過(guò)了自然界的不斷進(jìn)化和演變，許多生物進(jìn)化出賴以生存的超疏水表面，比如具有自清潔性能的荷葉表面、能夠在水面爬行的水黽等［1-5］。直到20 世紀(jì)末，人們才對(duì)超疏水表面進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)形成超疏水表面的關(guān)鍵在于材料表面的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)［6-11］。通過(guò)調(diào)控材料表面的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)，人們?cè)诓煌牧仙涎芯坎⒅苽涑龀杷砻妫o能源、環(huán)境、健康帶來(lái)了巨大的影響。受這些自然界超疏水表面的啟發(fā)，通過(guò)各種方法調(diào)控材料表面化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)，比如機(jī)械方法、光刻法、化學(xué)刻蝕、模板法、氣相沉積、電化學(xué)刻蝕、電紡絲法、自組裝法以及噴涂法等等［12-21］，已經(jīng)制備出了多種超疏水表面。目前，超疏水表面已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于抗液、自清潔、液滴操控、油水分離、抗冰等領(lǐng)域［22-31］。然而超疏水表面的微觀結(jié)構(gòu)在外力作用下容易發(fā)生應(yīng)力集中而被破壞，表面的化學(xué)成分也會(huì)在外界物質(zhì)的侵蝕下降解，導(dǎo)致表面的超疏水性能減弱或者消失，這也成為限制超疏水表面在各種領(lǐng)域應(yīng)用的主要障礙［32］。超疏水表面的耐久性一方面與表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分有關(guān)，另一方面也受限于基體材料本身的耐久性。許多傳統(tǒng)制備微納結(jié)構(gòu)的方法能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的超疏水性，但這些方法不同程度地都會(huì)受到其方法本身的局限，比如復(fù)雜的制備流程、材料的局限性，缺乏靈活性等。……