[发明专利]一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法

权利要求书

1.一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：第一步：鲨鱼皮预处理；

本方法使用的是具有微结构的干鲨鱼皮，首先将具有微结构的干鲨鱼皮用常温水进行浸泡1-2天，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的皮下组织进行处理，在处理过程中，一是要保证浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮的厚度要均匀，二是不能破坏具有微结构的鲨鱼皮表面的微结构；其次，将浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮进行刚性固定，对其清洗和干燥处理；对浸泡后的具有微结构的鲨鱼皮表面进行超声清洗，随后在50℃条件下干燥3-4小时；

第二步：PDMS鲨鱼皮一次倒模；

以预处理后的鲨鱼皮作为一次倒模的模板，将其周围用高于鲨鱼皮的挡板进行固定；将PDMS的预置剂作为A胶，凝固剂作为B胶，A胶：B胶为10:1的比例进行混合，搅拌至气泡均匀倒入鲨鱼皮培养皿中，利用真空泵将气泡抽出，待气泡消失后将培养皿置于80℃的加热板上加热30分钟，PDMS便固化成型；待凝固的PDMS降温后，用镊子将覆盖在鲨鱼皮上方的PDMS撕下便可得到鲨鱼皮一次倒模后的结构即鲨鱼皮的反结构；

第三步：亲水处理

由于得到的PDMS是亲油疏水的表面，若直接进行二次倒模，油性的PDMS就会粘附在第二步得到的表面上，待凝固后不易分层撕下，便破坏了原有的微结构；故在进行二次倒模之前，对第二步得到表面进行改性处理，利用等离子处理机对具有鲨鱼皮反结构的表面进行处理20秒，经处理后的表面具有亲水疏油的作用，使两层PDMS凝固后更易分层；

第四步：PDMS二次倒模

以亲水处理后的PDMS鲨鱼皮一次倒模后表面为复制模型，按第二步的方法进行PDMS浇筑，不同的地方是二次倒模加热凝固的时间要长，使凝固后的PDMS硬度更大些，便于剥离第二层结构，得到与鲨鱼皮相同微结构的表面；

第五步：超疏水处理

对PDMS仿生鲨鱼皮复制品进行表面处理；将表面置于燃烧装置上方均匀燃烧20秒，表面会覆盖一层白色或黑色的物质；PDMS燃烧会产生二氧化硅物质，这些纳米级的二氧化硅与原本鲨鱼皮微米级结构相结合形成了具有超疏水性能的表面；为了使超疏水性能更加持久稳定，将燃烧后的PDMS仿生鲨鱼皮复制品放60℃的烘箱内烤制20分钟；最后对得到的超疏水表面进行了静态接触角测量，经多次测量的接触角的平均值为154.3°，接触角大于150°，此方法得到的表面具有很好的超疏水性能。

2.根据权利要求1所述的一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：a)为保证鲨鱼皮复制品的准确性，首先要对鲨鱼皮进行预处理；在对鲨鱼皮皮下组织进行预处理时要保证两点：一是要保证鲨鱼皮的厚度要均匀，二是不能破坏鲨鱼皮表面的微结构；b)将鲨鱼皮皮下组织处理之后，要对鲨鱼皮进行超声清洗和干燥处理；在干燥处理时，要对鲨鱼皮进行刚性固定，避免其在干燥过程中发生变形；若有剩余不用的鲨鱼皮，要浸泡在福尔马林溶液中，防止其腐烂变质。

3.根据权利要求1所述的一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：第一次倒模复制时，以预处理后的鲨鱼皮作为一次倒模的模板，将其周围用高于鲨鱼皮的挡板进行固定，避免PDMS溶液溢出，浪费材料；挡板的高度能够调节，利用不同高度的挡板制作不同厚度的模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于PDMS仿生鲨鱼皮复制品的超疏水表面及其制备方法，其特征在于：为避免第二次倒模复制时PDMS溶液与原本的模型凝固在一起，在进行第二次复制时，对模型表面进行亲水疏油改性处理，以保证两层PDMS更易分层，便于剥离，得到复制性很好的微结构表面；对PDMS仿生鲨鱼皮表面进行燃烧超疏水处理；燃烧处理时，将PDMS仿生鲨鱼皮表面置于燃烧装置火焰外焰上方2-5mm处，燃烧20-30秒。