研究目的
利用ArF准分子激光诱导光解技术在硅橡胶上制备微/纳吸盘结构及其超疏水性能研究。
研究成果
该研究利用ArF准分子激光辐照成功制备出具有微/纳吸盘特征的硅橡胶圆柱形膨胀结构。这些结构展现出超疏水特性,在10纳米铝薄膜条件下,最佳激光能量密度约为10毫焦/平方厘米。此类结构在水体中承载微小物体的递送系统方面具有应用潜力。
研究不足
该研究的局限性在于,在低于60个激光脉冲的初始膨胀阶段,仅通过改变ArF准分子激光的单脉冲能量密度或脉冲数来独立控制膨胀直径、孔径及膨胀高度的精度有限。此外,铝薄膜的厚度也会影响所制备结构的均匀性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用193纳米ArF准分子激光诱导硅橡胶光解,形成微/纳吸盘结构。激光照射过程中,通过铝薄膜将二氧化硅玻璃微球排列在硅橡胶上。
2:样品选择与数据来源:
制备了不同厚度铝薄膜(10至100纳米)的硅橡胶样品。使用直径为2.5微米的二氧化硅玻璃微球。
3:5微米的二氧化硅玻璃微球。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:ArF准分子激光器(相干公司COMPexPro110)、二氧化硅玻璃微球(日本触媒KE-P250)、铝薄膜、硅橡胶、触针式轮廓仪(Veeco Dektak3)、扫描电镜(Phenomworld Pro)、原子力显微镜(日立AFM5100N)。
4:0)、二氧化硅玻璃微球(日本触媒KE-P250)、铝薄膜、硅橡胶、触针式轮廓仪(Veeco Dektak3)、扫描电镜(Phenomworld Pro)、原子力显微镜(日立AFM5100N)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:在硅橡胶上沉积铝薄膜,将微球排列其上,随后用ArF准分子激光照射样品。通过改变激光能量密度,并利用扫描电镜和原子力显微镜分析效果。
5:数据分析方法:
通过扫描电镜观察样品表面形貌,原子力显微镜成像隆起结构形状。采用接触角测量评估超疏水性能。
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ArF excimer laser
COMPexPro110
Coherent
Used for inducing photodissociation of silicone rubber to create micro/nano-suction cup structures.
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Stylus profilometer
Dektak3
Veeco
Used for measuring the thickness of Al thin film.
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AFM
AFM5100N
Hitachi
Used for imaging the shape of the swelling structure fabricated by laser irradiation.
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Silica glass microspheres
KE-P250
Nippon Shokubai
Used for aligning on silicone rubber via Al thin film during laser irradiation to create periodic structures.
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SEM
Pro
Phenomworld
Used for observing the morphology of the sample surface.
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