[发明专利]材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法

权利要求书

1.一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其步骤如下：

1)取表面经过疏水化处理的无机微球或聚合物微球，分散在5～20mL、体积比为1：1的乙醇与水的混合溶液中，得到无机微球或聚合物微球的乙醇与水的分散液，浓度为1～20wt％；在培养皿中注满去离子水，然后用一次性注射器吸取0.1～1.0mL上述无机微球或聚合物微球的乙醇与水分散液，缓慢滴到培养皿中空气-去离子水的界面上，静置10～30s，再沿培养皿侧壁滴加50～200μL、浓度为5～10wt％的表面活性剂的水溶液，使无机微球或聚合物微球紧密地堆积成单层；将与无机微球或聚合物微球不同材质的亲水基底伸入到水面以下，从单层微球下方缓慢向上提起，然后置于斜面自然干燥，从而在基底上得到单层紧密堆积的无机微球或聚合物微球晶体；

2)将步骤1)制得的样品置于倾斜角为20～80°的斜台上，同时将斜台与样品同时放入到等离子刻蚀机腔体中，通过倾斜刻蚀将基底表面单层紧密堆积的无机微球或聚合物微球晶体制备成直径呈梯度变化的微球掩板，基底两端微球的直径相差为50nm～4000nm；刻蚀时间为10～60分钟；然后，打开腔体将样品从斜台取下后水平放置在等离子体刻蚀机腔体中，以直径呈梯度变化的微球掩板为掩膜选择性刻蚀基底，刻蚀时间为10～60分钟；

3)将步骤2)制得的样品置于所使用的微球掩板的良溶剂中，使用超声仪对溶剂中的样品超声1～20min，将步骤2)中样品表面残留的微球掩板除去，取出样品后用去离子水清洗2～3遍，用氮气吹干，从而在基底表面制备得到形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列。

2.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤1)使用的无机微球为二氧化硅微球或二氧化钛微球，聚合物微球为聚甲基丙烯酸微球或聚苯乙烯微球。

3.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤1)中使用的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。

4.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的与无机微球或聚合物微球不同材质的亲水基底为无机物基底或有机物基底。

5.如权利要求4所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤1)无机物基底为石英、硅片、氧化铝、金或银，有机物基底为聚酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤2)中使用的刻蚀微球气体为氧气、三氟甲烷或六氟化硫，刻蚀微球气体与无机或聚合物微球的反应速率应大于与基底的反应速率；使用的刻蚀基底气体为氧气、三氟甲烷/六氟化硫、三氟甲烷/氩气，刻蚀基底气体与基底的反应速率应大于与无机或聚合物微球的反应速率。

7.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤3)中使用的微球掩板良溶剂是甲苯、二氯乙烷、氢氟酸/水。

8.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：步骤3)中得到的微纳米级结构为锥状或柱状。

9.如权利要求1所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：所制备的形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列经过具有不同化学基团的试剂表面修饰后，可以控制水的流动方向。

10.如权利要求9所述的一种材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列的制备方法，其特征在于：不同化学基团的试剂为辛烷基三氯硅烷、聚N-异丙基丙烯酰胺或γ―氨丙基三乙氧基硅烷。