[发明专利]一种仿生表面、其制备方法和用途

权利要求书

1.一种用于微粒操控的仿生表面，其特征在于，所述仿生表面为壁虎刚毛状，所述仿生表面包括刚毛主轴和刚毛主轴末梢的铲状触须，所述刚毛主轴的直径为100nm-500μm；所述铲状触须的厚度为10nm-100μm；所述铲状触须的平面投影尺寸为1μm×1μm至1000μm×1000μm；

所述仿生表面的制备方法包括如下步骤：

(1)利用CVD法制备沉积层；

(2)利用等离子体处理，在沉积层表面负载上N原子，得到含氮沉积层；

(3)将含氮沉积层切割成壁虎刚毛状，所述壁虎刚毛状包括刚毛主轴和刚毛主轴末梢的铲状触须，得到所述仿生表面。

2.根据权利要求1所述的仿生表面，其特征在于，所述仿生表面的材质包括石墨、石墨烯、硅、硅烯、二硫化钼、玻璃微纤维或聚酯纤维中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的仿生表面，其特征在于，所述铲状触须至少为一根。

4.根据权利要求1所述的仿生表面的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)利用CVD法制备沉积层；

(2)利用等离子体处理，在沉积层表面负载上N原子，得到含氮沉积层；

(3)将含氮沉积层切割成壁虎刚毛状，所述壁虎刚毛状包括刚毛主轴和刚毛主轴末梢的铲状触须，得到所述仿生表面。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述沉积层包括石墨层、石墨烯层、硅层、硅烯层、二硫化钼层、玻璃微纤维层或聚酯纤维层中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述沉积层的厚度为10nm-100μm。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述在沉积层表面负载N原子具体为：在电压为10-30W条件下，以纯氮气为工作气体，利用等离子体处理工艺处理沉积层表面1-10min。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)采用光刻法和/或等离子轰击法切割含氮沉积层。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)得到的仿生表面的刚毛主轴的直径为100nm-500μm，所述铲状触须的厚度为10nm-100μm；所述铲状触须的平面投影尺寸为1μm×1μm至1000μm×1000μm。

10.利用权利要求1-3之一所述的仿生表面或采用权利要求4-9之一所述方法制备得到的仿生表面操控微粒的方法，其特征在于，所述方法为：将仿生表面与位于基质表面的微粒接触，移动，之后，通过仿生表面与微粒之间的分离力与分离速度之间的关系分离仿生表面和微粒，从而操控微粒在基质上的位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述微粒的粒径为10nm-1000μm。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述微粒的表面接触角为0°-180°。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述微粒的表面粗糙度为1nm-100μm。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述微粒的材质包括聚苯乙烯、二氧化硅或三氧化二铝中的任意一种或至少两种的组合。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述微粒的形状包括圆形、矩形或三角形。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述仿生表面在空气中或在液体中操控微粒。