[发明专利]面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法

说明书

本发明公开了面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法。利用超快激光在经过清洗、抛光的材料表面制备微纳结构，可以获得具有抑菌性能的功能表面。该方法操作简便，加工效率高，应用领域广，将这种方法制备的抑菌表面应用到公共场所中常被使用的日常用品中，可以显著降低物品表面的细菌粘附，实现公共场所中日常用品的长效抑菌。

技术领域

本发明涉及面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法，属于激光表面加工技术领域。

背景技术

一直以来，传染病都是威胁人类安全的重要敌人，随着全球化进程的发展，交通运输能力的进步，人员流动更加频繁，为传染病的全球性爆发创造了条件。新冠肺炎的爆发引起了人们对公共卫生和传染病预防的重视，接触传播是传染病重要的传播途径，常发生在公共环境中。在公共场所中，一些共享物品经常被触摸，如门把手、水龙头开关等，人们使用这些物品时，很容易造成细菌、病毒等病原体的传播，引起传染病的蔓延。

通过提高公共场所中公共物品表面的抗细菌粘附性能可以有效降低表面细菌含量，提升材料表面的原位抑菌功能。现有技术主要通过制备抑菌涂层涂覆于材料表面的方法降低细菌粘附性，然而，此种方法制备的抑菌材料的耐磨性较差，在长时间使用后会造成抑菌涂层的脱落，抑菌效果并不理想。近年来,研究发现超快激光在金属表面加工形成微细结构，可以制造出不利于细菌微生物吸附的环境。超快激光表面加工技术具有高效、灵活、非接触、无污染、热影响区小、高度可控以及对基材无依赖等优点。利用超快激光加工技术在公共场所中常被使用物品上制备抑菌表面方法简单、具有普适性，可实现物品表面长效抑菌。

发明内容

本发明的目的在于提供面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法，可广泛应用于加工商场、医院、学校等公共场所中的门把手、水龙头等常接触物品，减少这些物品表面的细菌残留。

本发明面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法，主要包括以下步骤：

(1)对材料表面进行机械抛光处理，抛光后进行超声清洗并烘干。

(2)将第一步处理后的材料放置于超快激光加工平台上，调整激光束使其焦点位于样件表面，设置激光工艺参数，进行加工，得到具有抑菌性能的微纳结构表面。

(3)对加工后的材料进行清洗并烘干。

其中，步骤(2)所述的激光工艺参数具体为：激光波长为193nm-1070nm，激光脉宽为 50fs-50ns，脉冲频率为1kHz-1MHz，激光功率为1W-2000W，扫描速度为1mm/s-5000mm/s。

其中，步骤(2)所述的微纳结构为凹坑阵列结构、凹槽结构、交错网格结构、LIPSS结构以及上述结构的组合。

其中，所述凹槽宽度为1μm-100μm，凹槽间隔为0-100μm，凹槽深度为1μm-100μm；凹坑直径50nm-100μm，凹坑深度100nm-100μm，间距为50nm-5μm；LIPSS结构周期为 20nm-2μm。

其中，本方法主要针对公共场所中的日常用品如水龙头、门把手等。

其中，所述的材料为用于权利要求2所述的公共物品的常用材料，包括不锈钢、钛合金、铬基合金、镁合金等金属材料；玻璃、陶瓷等非金属材料；以及硅胶、聚乳酸、聚碳酸酯等高分子材料。

本发明涉及面向公共物品抑菌表面的一种超快激光制备方法，利用飞秒激光在材料表面织构微纳结构，降低其细菌粘附性能，从而降低物品表面的细菌残留，达到抑菌效果。

本发明的优点在于：

(1)该方法利用激光加工，能够通过改变激光参数，适应各种金属材料加工要求。