[发明专利]一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：包括：

柔性薄膜基材层；

微米级结构层，附着于柔性薄膜基材层上，包括呈阵列排列的若干微米级结构，微米级结构的直径为0.5μm-500μm，高度为1μm-1000μm，相邻两个微米级结构之间的间隔为10μm-1000μm；

每个微米级结构的一端附着于柔性薄膜基材上，相对的另一端设置有一级纳米结构，一级纳米结构的直径为100nm-1000nm，一级纳米结构的远离微米级结构的一端设置有二级纳米结构，二级纳米结构的直径为1nm～380nm；

每个一级纳米结构的高度为50-1000nm，相邻两个一级纳米结构之间的间距为10-1000nm；每个二级纳米结构的高度为1-900nm，相邻两个二级纳米结构之间的间距为1-800nm；疏水涂层，附着于柔性薄膜基材层、微米级结构层、一级纳米结构和二级纳米结构的裸露表面。

2.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述微米级结构为长方体结构、圆柱形结构、棱柱结构、微透镜结构、圆台形结构或棱台结构，一级纳米结构为圆柱或圆台形结构，二级纳米结构为圆柱、圆台或圆锥形结构。

3.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：微米级结构在柔性薄膜基材层上的阵列排布方式为矩形阵列、六边形阵列、菱形阵列或圆形阵列。

4.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述疏水涂层的材料为全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯的一种或两种的混合材料。

5.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：所述疏水涂层的厚度为3nm-200nm。

6.根据权利要求1所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜，其特征在于：柔性薄膜基材的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯醇中的任意一种。

7.权利要求1-6中任一所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

采用激光直写工艺在抛光铝片表面加工微米级凹槽阵列；

采用多步阳极氧化工艺加工阶梯状纳米结构，具体为：将加工微米级凹槽阵列的抛光铝片完全浸没于酸溶液，首先进行第一次阳极氧化处理，去除铝片表面的氧化层；在第一次阳极氧化基础上，进行第二次阳极氧化处理获得一级纳米结构，然后通过第一次扩孔处理调节一级纳米结构的结构参数；在此基础上，进行第三次阳极氧化处理获得二级纳米结构，并通过第二次扩孔处理调节二级纳米结构的结构参数；最后对铝片进行表面清洗，即可获得微纳复合结构模具；

采用卷对卷压印工艺在柔性薄膜基材上压印微纳复合结构阵列；

采用等离子沉积工艺在柔性薄膜基材表面沉积疏水涂层，获得多功能表面。

8.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：多步阳极氧化工艺中的酸溶液为硫酸、磷酸或盐酸。

9.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：将电化学装置的阳极放置于阴极的上方。

10.根据权利要求7所述基于微纳复合结构和涂层的多功能薄膜的制备方法，其特征在于：第一次阳极氧化的工艺参数为：质量分数为1.5-3％的磷酸溶液，温度8-12℃，电压118-122V，时间28-32min。