飞秒激光诱导块体金属玻璃表面非中心对称微结构实现液滴单向微位移

摘要： 无需能量输入的单向液滴运动在多种潜在应用中备受关注。我们报道了通过大入射角飞秒激光制备非常规激光诱导周期性表面结构(LIPSS)以实现液滴单向微位移的研究。为克服PDMS等现有软材料控制液滴时的机械耐久性缺陷，采用锆基块体金属玻璃(Zr-BMG)制备了典型的非中心对称非常规LIPSS——包含微米级椭圆弧形结构与中心空间周期为400纳米的纳米波纹。通过飞秒激光辐照在Zr-BMG上构建非常规LIPSS的斑点与光栅功能表面结构，成功实现了水滴在该材料表面的单向微位移。为深入理解非常规LIPSS的制备过程，通过数值模拟揭示了其形成机理。本研究为微流控领域中金属材料的非中心对称表面微/纳结构制备提供了快速、精确且低成本的单向液滴运动解决方案。