[发明专利]一种稳定自清洁复眼透镜的制造方法

说明书

一种稳定自清洁复眼透镜的制备，先将光刻胶旋涂在玻璃片上获得样片一；将掩膜板与样片一压紧，紫外光刻后不完全显影，清洗吹干得样片二；然后经过两次翻模后得到样片三；将NOA紫外固化胶浇灌在样片三上，覆盖玻璃片压紧后，紫外曝光得到样片四；再在样片四表面溅射氧化锌种子层，等离子体气相沉积氟化物，利用阵列式高精度喷印系统在微锥间隙滴落微液滴，烘干得到微透镜和微锥阵列复合结构的样片五；然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中得到混合溶液，将样片五放入混合溶液中，水浴得到样片六；最后清洗样片六，烘干后得稳定自清洁复眼透镜；本发明纳米结构定位制备在锥形阵列侧面，对样片整体光透性影响较小，可以提高结构表面疏水稳定性。

技术领域

本发明属于微纳制造加工技术领域，特别涉及一种稳定自清洁复眼透镜的制造方法。

背景技术

自然界果蝇复眼是由数百个紧密排列的小眼组成的，在每个成像单元的间隙存在很多高径比很大的柔性结构，可防止外界液滴对复眼的黏连，使昆虫在潮湿环境中保持良好的视觉。受此启发，可制备类似的仿生复眼透镜，提高现有视觉系统的环境适应性。然而，受限于目前材料强度，很难制备大高径比的柱结构，此外，单一柱结构表面疏水稳定性较差，需要实现纳米结构复合以提高表面疏水稳定性。

中国专利(申请号：2020100585701，一种多级复眼透镜的制造方法)，提出一种在微柱顶部复合纳米结构的复眼透镜制备方法，该方法存在的缺点是：由于纳米结构的机械稳定性不高，这种排布方式使得样片表面受到液滴撞击或是摩擦时，纳米结构很容易遭到破坏，使样片失去自清洁功能；同时，由于纳米结构的分布范围较大，会很大程度上降低整个样片的透光性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种稳定自清洁复眼透镜的制造方法，纳米结构定位制备在锥形阵列侧面，对样片整体光透性影响较小，可以提高结构表面疏水稳定性，可很大程度上提高样片机械稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种稳定自清洁复眼透镜的制备，包括以下步骤：

1)玻璃片依次用丙酮、酒精、去离子水清洗后，氮气吹干，将光刻胶AZ4620旋涂在玻璃片上，转速1000-2000r/min旋涂40-50s，95-100℃烘5-10min；重复旋涂过程，获得光刻胶薄膜，即样片一；

将圆孔间距40-100μm、直径5-20μm的掩膜板与样片一紧密压紧贴合，充分紫外光刻后不完全显影，流动去离子水充分清洗，氮气吹干，得样片二；

2)将PDMS本体和固化剂质量比为10:1的液态聚合物PDMS用于样片二的翻模，经过两次翻模后，得到凹微锥阵列模具，即样片三；

将NOA紫外固化胶浇灌在样片三上，覆盖玻璃片压紧后，充分紫外曝光，得到微锥阵列，即样片四；

3)在样片四表面溅射厚度为20-60nm的氧化锌种子层，等离子体气相沉积氟化物20-60s，利用阵列式高精度喷印系统在微锥间隙滴落1-14次微液滴，样片90-95℃前烘10-20min，紫外曝光80-120s，95-100℃后烘25-35min，得到微透镜和微锥阵列复合结构，即样片五；

4)将5-10g六甲基四胺和11-21g硝酸锌分别溶于300-1000mL的去离子水中，搅拌均匀，然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中，搅拌均匀得到混合溶液，将样片五放入混合溶液中，放入90-95℃水浴锅中水浴50-100min，得到样片六；

5)用流动去离子水充分清洗样片六，烘干后得稳定自清洁复眼透镜。