飞秒激光制备仿生疏水微柱阵列应用于液滴操控

作者：吴思竹; 李大宇; 黄玖辉; 项乐; 卢嘉伟; 王悦; 李建权; 李传宗

来源：科学通报, 2022, 67(17): 1958-1965.

DOI：10.1360/TB-2021-1225

• 飞秒激光
• 微纳加工
• 微柱阵列
• 液滴操控
• 微反应

仿生功能表面的制备是目前研究的热点,尤其是仿生疏水表面的制备.常用的制备方法包括等离子刻蚀、光刻等,制备过程较为复杂.本文基于飞秒激光微纳加工和模板转印技术,提出了一种制备疏水微柱阵列的简单策略,系统地研究了结构参数、表面化学修饰和润湿性之间的关系.研究发现,直径、间距和高度等结构参数对微柱阵列表面的润湿性影响较大.当微柱间距由400μm增加到600μm时,液滴滑动角从31°增加至76°.当微柱直径从100μm增加到300μm时,液滴滑动角也会相应地从40°增加到80°.微柱阵列的表面黏附性随着结构参数(直径、间距、高度)的改变而发生变化.基于这种特性,我们设计了一种具有不同间距的微柱阵列,用来实现液滴滑动行为的控制,同时还可以实现液滴微反应等应用.这种制备方式不仅操作简便,而且适用性广,在微流体芯片、生物医学和化学微反应等领域具有潜在的应用价值.

• 单位
  合肥工业大学