[发明专利]一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法

权利要求书

1.一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于该方法依次包括如下步骤：

(1)聚四氟乙烯薄片试样预处理

将聚四氟乙烯薄片裁切成需要的大小及形状，依次将试样置于丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗10—30min，去除表面附着的杂质、油污、有机物等污染物，然后置于30—50℃大气环境中干燥15—30min，取出，冷却；

(2)飞秒激光加工参数设置

调整飞秒激光光学系统使激光脉冲光斑直径大小为20μm，扫描频率1.0KHz，设置30—90μm不同间距的条状沟槽结构、直径为10mm的圆形交叠结构及拱宽为5mm的交叉拱形结构，所述飞秒激光额定输出功率为5W，中心波长为800nm，脉冲宽度为35fs；

(3)试样加工

将步骤(1)中预处理好的试样置于试样台上，操作飞秒激光控制系统依次进行30—90μm不同间距的条状沟槽结构、直径为10mm的圆形交叠结构及拱宽为5mm的交叉拱形结构三种不同参数、不同结构的加工；

(4)试样后处理

将步骤(3)中加工后的试样使用风吹、气吹或者水冲洗后干燥的方式清除掉因微纳加工产生的碎屑，即可得到不同表面微纳结构及浸润性可精确调控的接触角均大于150°、滚动角小于10°的防冰超疏水聚四氟乙烯表面。

2.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：该方法适用于聚四氟乙烯薄膜、片材、板材等型材的表面微纳加工制备聚四氟乙烯超疏水表面。

3.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：所述飞秒激光加工功率可通过不同分束比的分束镜进行调整以实现不同材料表面的加工。

4.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：所述激光脉冲光斑直径大小即加工线宽可通过光学系统中不同倍数的聚光镜进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：除所述30—90μm不同间距的条状沟槽结构、直径为10mm的圆形交叠结构及拱宽为5mm的交叉拱形结构三种不同参数、不同结构的加工外，还可进行其他要求特殊结构的加工制备不同浸润性的聚四氟乙烯表面。

6.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：该方法适用于聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯等低表面能的薄膜、片材、板材等型材的表面微纳加工制备结构及浸润性可控的超疏水表面。

7.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：该方法可实现聚四氟乙烯表面不同结构不同浸润性的调控，包括各向同性、各向异性结构和浸润性。

8.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：该方法可以实现同一表面同一结构不同浸润性的调控，实现表面特殊浸润性的设计，可用于微流体控制、人造血管等。

9.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：制备的表面为一种疏水-超疏水相交织的双重浸润性复合型表面。

10.根据权利要求1所述的一种飞秒激光制备结构及浸润性可调控防冰聚四氟乙烯超疏水表面的方法，其特征在于：对制备的聚四氟乙烯超疏水表面进行防冰测试，使用水滴冲击温度低于0℃的冷表面，即使表面温度低至-25℃，周围被冰、霜包围，表面也没有覆冰发生，表现出优异的防冰性能，可应用于航空航天、高速列车、电力系统等防止冰雪灾害。