[发明专利]微纳分级结构的聚合物材料及其制备方法

权利要求书

1.一种微纳分级结构的聚合物材料制备方法，其特征在于，包括：制备具有微纳分级结构的氧化铝模板，其中，在所述氧化铝模板上形成阵列化的微米孔并在所述微米孔内形成纳米孔结构；在所述氧化铝模板上进行聚合物的原位聚合，使聚合物充满所述氧化铝模板上的微米孔和纳米孔，以复制所述氧化铝模板的微纳分级结构；通过腐蚀液溶解去除所述氧化铝模板，得到具有微纳分级结构的聚合物材料；

所述方法具体包括如下步骤：

①对铝基底进行预氧化，制备表面具有纳米级厚度的氧化铝的铝基底；

②通过光刻工艺，在所述铝基底上形成光刻胶图案层；

③将所述铝基底在酸溶液中进行阳极氧化，在无所述光刻胶图案层保护的区域形成微米级的氧化铝微坑阵列；

④用酸溶液仅选择性地溶解所述铝基底上的氧化铝，而不与所述铝基底反应，使所述光刻胶图案层也一并脱落，得到具有周期性的微米半球状坑结构的铝基底；

⑤将所述铝基底在酸溶液中进行二次阳极氧化，在所述微米半球状坑结构内形成纳米孔结构，获得所述具有微纳分级结构的氧化铝模板；

⑥将聚合物的单体或预聚物与引发剂混合后，灌注到所述氧化铝模板上复制其微纳分级结构，再根据所述聚合物相应的聚合条件进行原位聚合；

⑦用腐蚀液除去所述氧化铝模板和所述铝基底，得到具有微纳分级结构的聚合物材料；

或者，所述方法具体包括如下步骤：

⑧对铝基底进行预氧化，制备表面具有微米级厚度的氧化铝的铝基底；

⑨通过光刻工艺，在所述铝基底上形成光刻胶图案层；

⑩将所述铝基底在酸溶液中进行各向异性湿法刻蚀，在无所述光刻胶图案层的区域刻蚀出微米柱状坑结构阵列；

⑪将所述铝基底在酸溶液中进行二次阳极氧化，在微米柱状坑结构内形成纳米孔结构，获得所述具有微纳分级结构的氧化铝模板；

⑫将聚合物的单体或预聚物与引发剂混合后，灌注到所述氧化铝模板上复制其微纳分级结构，再根据所述聚合物相应的聚合条件进行原位聚合；

⑬用腐蚀液除去所述氧化铝模板和所述铝基底，得到具有微纳分级结构的聚合物材料。

2.如权利要求1所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤①中，所述铝基底在预氧化之前经过退火处理。

3.如权利要求1所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤⑧中，对所述铝基底的正面和背面都进行预氧化。

4.如权利要求1所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤①中，先将所述铝基底放入含有高氯酸和乙醇的电解液中进行电化学抛光，再放入草酸溶液中进行阳极预氧化。

5.如权利要求1所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤①中，还将预氧化的铝基底浸入过氧化氢中处理。

6.如权利要求1或2所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤③和步骤⑤中的酸溶液为草酸溶液；步骤④中的酸溶液为磷酸和铬酸的混合溶液。

7.如权利要求1至2任一项所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤⑤中，氧化完成后还用磷酸进行纳米孔扩孔。

8.如权利要求1所述的聚合物材料制备方法，其特征在于，步骤⑩的酸溶液为质量浓度不超过12%的磷酸溶液；步骤⑪中的酸溶液为草酸溶液；步骤⑪中，氧化完成后还用磷酸进行纳米孔扩孔。

9.一种微纳分级结构的聚合物材料，其特征在于，是使用如权利要求1至8任一项所述的聚合物材料制备方法制备得到的微纳分级结构的聚合物材料。

10.如权利要求9所述的聚合物材料，其特征在于，所述聚合物材料的表面具有阵列化的微米级微突结构，所述微突结构表面密布有纳米纤毛。

11.如权利要求9所述的聚合物材料，其特征在于，所述聚合物材料的表面具有阵列化的微米级微柱结构，所述微柱结构表面密布有纳米纤毛。