本、高性能的超疏液薄膜，薄膜具有良好的柔性、透明性、可拉伸性和粘附性，可以貼附在各種外形和材質的物體表面，并賦予相應的表面優(yōu)秀的超疏液性能。另外，本發(fā)明提供的超疏液薄膜具有低成本的特性，該超疏液薄膜一旦被磨損或污染可以方便更換，因此有望在減阻、自清潔等領域上有廣泛的應用。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的超疏液表面的制備方法的流程圖。
[0036]圖2為T型微納米結構的典型形狀特征示意圖。
[0037]圖3為本發(fā)明的超疏液表面在一種實施方式中的具體工藝示意圖。
[0038]圖4為本發(fā)明的超疏液表面作為貼膜貼附在平面上的示意圖。
[0039]圖5為本發(fā)明的超疏液表面作為貼膜貼附在曲面上的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0041]實施例1
[0042]本實施例提供了一種超疏液薄膜，其結構如圖2所示。該超疏液薄膜包括基底11和T型微納米結構，T型微納米結構有多個，且設置在基底11上。T型微納米結構包括柱體12和蓋體13，蓋體13設置在柱體的頂部。柱體12可以是圓柱體、長方體、正方體、圓臺或是棱臺，蓋體13可以是圓形、方形或是多邊形。柱體12在豎直方向上的投影落入蓋體13在豎直方向上的投影范圍內。
[0043]實施例2
[0044]本實施例提供了一種超疏液薄膜的制備方法，其過程如圖3所示。該方法具體包括以下步驟:
[0045](I)將具有T型微納結構的原始模板清洗干凈干燥后，置于熱臺上，熱臺的溫度設為150°C，在模板的旁邊放置一片干凈的載玻片，預熱3分鐘，取出全氟癸基三氯硅烷(PFTS)，用一次性吸管滴加兩點在熱臺上的載玻片上，將一玻璃器皿扣在熱臺上，熱臺上加熱4分鐘以取得最好的疏水效果。
[0046](2)取下倒扣的玻璃器皿，將事先配置好的(配置比例是10:1)第一彈性可固化材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)倒入培養(yǎng)皿內，放進真空干燥箱中，抽真空，設置溫度80°C烘烤2小時使得第一彈性可固化材料PDMS固化，將第一彈性可固化材料PDMS剝離后可獲得表面具有T型微納米結構的中間體。
[0047](3)將表面具有T型微納米結構的PDMS中間體微結構面向上置于旋涂儀上，將第二可固化材料(液態(tài)EVA乳液)傾倒在樣本表面，轉速范圍從每分鐘50轉到每分鐘1500轉之間，可以根據所需厚度設置不同的旋涂速度，如每分鐘100轉時厚度約160微米，每分鐘300轉時厚度約80微米。
[0048](4)將旋涂后的樣本連同PDMS中間體一并取下，放置于_4°C以下的低溫環(huán)境中固化，固化時間隨第二可固化材料EVA乳液的厚度而增加，固化后將其從具有T型微納米結構的PDMS中間體上剝離，獲得表面具有T型微納米結構EVA薄膜。
[0049](5)將具有T型微納結構的EVA薄膜支撐兩端懸空置于熱臺上，熱臺的溫度設為70°C，在薄膜的旁邊放置一片干凈的載玻片，預熱3分鐘，用一次性吸管滴加數滴全氟癸基三氯硅烷(PFTS)在熱臺上的載玻片上，將一玻璃器皿扣在熱臺上，熱臺上加熱30分鐘以取得最好的疏水效果，得到超疏液薄膜。
[0050]實施例3
[0051]本申請的超疏液貼膜(即實施例2制備的超疏液薄膜)可以良好地貼附在各種外形和材質的物體表面上，并賦予相應的表面良好的超疏液性能。圖4和圖5分別為本發(fā)明的超疏液表面作為貼膜貼附在平面(普通紙張)和曲面(試管表面)上的示意圖。
[0052]在圖4中，超疏液貼膜被貼附在普通紙張表面，使得貼了超疏液貼膜的紙張表面不會被液滴浸潤和污染，圖中水和十六烷液滴都懸浮在貼膜表面。
[0053]在圖5中，超疏液貼膜貼附在普通試管表面，試管表面貼了超疏液貼膜之后，各種液滴包括水、十六烷、乙醇等都呈球狀懸浮在表面，而且易于滾落，液滴不會污染表面，而且可以輕易帶走表面污染物從而可以實現表面的自清潔。由于EVA的低成本，該超疏液貼膜一旦被磨損或污染可以方便更換。
[0054]由上述內容可以看出，在貼上超疏液貼膜之后，不同表面張力的液滴都能在這些表面呈球形懸浮，并且易于脫離，使得這些表面不易被污染和粘附。
【主權項】
1.一種超疏液薄膜的制備方法，其包括以下步驟: (1)對具有T型微納結構的原始模板進行疏水處理并澆筑第一彈性可固化材料，在固化之后，將所述第一彈性可固化材料脫模，得到表面具有T型微納米結構的中間體； (2)利用軟復制工藝將所述中間體表面的T型微納米結構轉印到第二可固化材料上，將第二可固化材料從中間體剝離后得到表面具有T型微納米結構的結構體； (3)對所述結構體具有T型微納米結構的一側表面進行疏水處理，形成疏水單分子涂層，完成超疏液薄膜的制備。2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，在步驟(I)中，所述疏水處理包括以下方式: 使用化學氣相沉積工藝處理加熱原始模板上的T型微納米結構的表面，在T型微納米結構的各個方向使用等離子狀態(tài)下的碳氟化合物氣源進行沉積，在T型微納米結構的表面生成具有疏水性的碳氟化合物涂層； 或者，使用單分子自組裝工藝在原始模板的T型微納米結構的表面進行化學反應，在T型微納米結構的表面生成具有疏水性的碳氟化合物涂層； 優(yōu)選地，所述具有T型微納結構的原始模板包括通過干法刻蝕得到的模板； 優(yōu)選地，所述碳氟化合物包括三甲基氯硅烷、六甲基二硅胺和全氟癸基三氯硅烷中的一種或幾種的組合。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，在步驟(I)中，澆筑第一彈性可固化材料包括: 將液相的第一彈性可固化材料灌注到經過疏水處理的原始模板的T型微納結構之中，并抽真空，使液相的第一彈性可固化材料覆蓋原始模板的表面并且無氣泡； 固化所述第一彈性可固化材料； 在固化之后，將所述第一彈性可固化材料從原始模板上脫模，得到表面具有與原始模板表面的T型結構互補的T型微納米結構的中間體。4.根據權利要求1或3所述的制備方法，其中，所述第一彈性可固化材料包括聚二甲基硅氧烷、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、順丁膠和氯丁膠中的一種或幾種的組合。5.根據權利要求1所述的制備方法，其中，在步驟(2)中，所述轉印包括: 將液相的第二可固化材料旋涂到所述中間體表面的T型微納米結構上并完全充滿空隙； 固化所述液相的第二可固化材料； 完全固化后，將所述液相的第二可固化材料從所述中間體上脫模，得到表面具有T型微納米結構的結構體。6.根據權利要求1或5所述的制備方法，其中，所述第二可固化材料包括EVA乳液、紙漿、丙烯酸乳液中的一種或幾種的組合。7.根據權利要求1所述的制備方法，其中，在步驟(3)中，所述疏水處理包括以下方式: 使用化學氣相沉積工藝處理加熱所述結構體具有T型微納米結構的一側表面，在T型微納米結構的各個方向使用等離子狀態(tài)下的碳氟化合物氣源進行沉積，在T型微納米結構的表面生成具有疏水性的碳氟化合物涂層； 或者，使用單分子自組裝工藝在所述結構體具有T型微納米結構的一側表面進行化學反應，在T型微納米結構的表面生成具有疏水性的碳氟化合物涂層； 優(yōu)選地，所述碳氟化合物包括三甲基氯硅烷、六甲基二硅胺和全氟癸基三氯硅烷中的一種或幾種的組合。8.一種超疏液薄膜，其是通過權利要求1-7任一項所述的方法制備的，其中，該超疏液薄膜包括由第二可固化材料構成的基底以及設置在所述基底上的多個T型微納米結構，所述T型微納米結構包括柱體和設置在柱體頂部的蓋體，所述柱體在豎直方向上的投影落入所述蓋體在豎直方向上的投影范圍內。9.根據權利要求8所述的超疏液薄膜，其中，所述基底的厚度為60微米到3毫米，所述柱體的尺寸范圍為:直徑、長度和/或寬度為500納米到30微米，高度為600納米到30微米，所述蓋體的尺寸范圍為:直徑為600納米到50微米，高度為300納米到20微米； 優(yōu)選地，所述柱體為圓柱體、長方體、正方體、圓臺或棱臺，所述蓋體為圓形、方形或多邊形。10.一種超疏液貼膜，其中，該超疏液貼膜是由權利要求8或9所述的超疏液薄膜制備的。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超疏液薄膜及其制備方法。該方法包括以下步驟：對具有T型微納結構的原始模板進行疏水處理并澆筑第一彈性可固化材料，在固化之后，將所述第一彈性可固化材料脫模，得到表面具有T型微納米結構的中間體；利用軟復制工藝將所述中間體表面的T型微納米結構轉印到第二可固化材料上，得到表面具有T型微納米結構的結構體；對所述結構體具有T型微納米結構的一側表面進行疏水處理，形成疏水薄膜，完成超疏液薄膜的制備。該方法制備的超疏液薄膜具有高度的透明性、柔性、可拉伸性、良好的粘附性以及良好的自清潔特性。
【IPC分類】B81B1/00, B81C1/00
【公開號】CN105197879
【申請?zhí)枴緾N201510513977
【發(fā)明人】吳天準, 王智偉, 王磊, 袁麗芳
【申請人】中國科學院深圳先進技術研究院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月20日