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一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法

来源：花匠小妙招时间：2025-04-30 06:30

专利名称：一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法
技术领域：
本发明属于金属基材表面处理领域，具体涉及一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法。
背景技术：
随着人类科学技术的不断进步和发展，人类所研究的对象和客体从宏观的物体不断向着微观、微区发展，传统意义上的宏观的、大规模的、大范围的研究既存在资源上的浪费，也使得研究的周期放慢拖长，从而对微区领域的研究不断的代替着在宏观领域中的研究，然而就目前现有的机械加工手段很难满足微区中液滴的转移和微区的各种化学、物理、生物反应，因此，微区中液滴的转移是目前研究的热点领域之一。H. Linke等利用 Leidenfrost效应通过改变接触面的温度差来实现液滴的转移，但其过程中液滴损失较大，且转移过程不宜控制；BinSu等通过加工疏水性机械手的方法实现了液滴的抓取，但其制作方法和操作过程都十分繁琐等等。

发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，可以实现微液滴的无损失抓取，具有操作简单、耗费时间少、成本低、重复性好等优点。本发明提出一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，其特征在于具体包括几个步骤(1)金属基底的预处理将片状金属基底浸入去离子水中，然后超声清洗机，取出吹干备用；(2)晶体生长溶液的配制晶体生长溶液为磷酸和过氧化氢的混合溶液，用去离子水作溶剂，磷酸的浓度为0. 05mol/L 0. 075mol/L,过氧化氢的浓度为0. 05mol/L 0.075mol/L ；(3)将步骤(1)处理过的金属基底浸入步骤(2)配制好的晶体生长溶液中，在 20°C 30°C的温度下静置1 4天后取出，用去离子水反复冲洗金属基底，取出吹干备用；(4)将步骤(3)处理好的金属基底放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡24小时以上；(5)将经过聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡后的金属基底用无水乙醇反复冲洗后放入80°c 110°C的烘箱中干燥1 4小时，在铜箔表面得到一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，实现金属基底超疏水表面的制备。本发明具有的优点在于1、本发明提出的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，制备的超疏水高粘附性金属具有较高的稳定性，能在数月内仍能保持稳定的性能，用于无损失转移贵重的、有腐蚀性的、有危害性的液滴，制造生物微量溶液移液管，可广泛应用于科研、医学、生物等重要领域；2、本发明提出的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，由于金属具有良好的导电、导热性以及较好的力学强度性能，至今仍然是最重要旦

图1 本发明提出的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法的流程图；图2为花生叶的低倍电镜照片(SEM)；图3为采用本发明方法处理后得到的超疏水高粘附性金属表面(铜箔)的低倍电镜照片(SEM)；图4为花生叶的高倍电镜照片(SEM)；图5为采用本发明方法处理后得到的超疏水高粘附性金属表面(铜箔)的高倍电镜照片(SEM)；图6为未采用本发明方法进行处理的铜箔的接触角示意图；图7为采用本发明方法处理后的铜箔的接触角示意图；图8为采用本发明方法处理后的铜箔的粘附力测试图；图9为采用本发明方法处理后的铜箔无损失抓取微液滴开始时的图片；图10为采用本发明方法处理后的铜箔无损失抓取微液滴正在进行抓取的图片；图11为采用本发明方法处理后的铜箔无损失抓取微液滴完成抓取的图片。
具体实施例方式下面结合附图和实施例来具体地说明本发明的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法。本发明提出一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，如图 1所示，具体包括几个步骤(1)金属基底的预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水。将片状金属基底(所述的片状金属基底优选为铝箔基底、镁基底、锡箔基底、镁铝合金基底、镍基底、钛板基底或铁基底，进一步优选为铜箔基底，规格为单晶铜箔基底)浸入去离子水中，然后将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟以上，回收清洗液。再将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99.7%) 倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟左右，取出金属基底，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制晶体生长溶液为磷酸和过氧化氢的混合溶液，用去离子水作溶剂，磷酸的浓度为0. 05 0. 075mol/L,过氧化氢的浓度为0. 05 0. 075mol/L,如分别称取1.73g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>85%)和2. 55g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40 ，将二者混合倒入500mL烧杯中，用去离子水作溶剂，加入去离子水至溶液体积为300mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。
(3)将步骤(1)处理过的金属基底浸入步骤(2)配制好的晶体生长溶液中，在 20°C 30°C (优选为25°C)的温度下静置1 4天(优选为2天)后取出，用去离子水反复冲洗金属基底5 7次以上，待其表面清洗干净后，用氮气吹干备用。(4)将步骤(3)处理好的金属基底放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡24小时以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液为含有质量分数为 5% (优选5% )的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)将经过聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡后的金属基底用无水乙醇 (分析醇，乙醇质量分数彡99.7% )反复冲洗5 7次以上，放入80°C 110°C (优选为 90°C)的烘箱中干燥1 4小时(优选为2个小时)，在铜箔表面得到一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30 40nm，即得到超疏水高粘附性金属表面，实现金属基底超疏水表面的制备。本发明提出的一种基于花生叶表面仿生制备高粘附性金属表面的方法，对于铝箔基底、镁基底、锡箔基底、镁铝合金基底、镍基底、钛板基底、铁基底均可适用。花生作为在干旱地区的重要作物，花生叶片表面的高粘附、超疏水性能使其能不断的从低表面粘附的空气等其他介质中抓取所需的水分，最终被其根部所吸收，为花生的生命代谢提供了有利的水源保障。本发明仿照花生叶表面结构和形貌，提出一种具有优良抓取能力的超疏水高粘附性金属表面的方法。通过图2所示的低倍下的花生叶电镜照片和图3所示的采用本发明提供的基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法制备的超疏水高粘附性金属表面的低倍电镜照片对比，可以发现，经过本发明处理后的铜箔，表面在大尺度范围内也具有类似于花生叶表面的无规则沟壑状形貌结构，初步可以断定其具有与花生叶相似的结构，说明在铜箔表面初步实现了仿生构筑。通过图4所示的花生叶高倍电镜照片和图5所示的基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法制备的超疏水高粘附性金属表面高倍电镜照片的对比，进一步发现，在纳米级尺度上，经采用本发明方法处理后的铜箔，表面形貌也具有与花生叶表面形貌十分相似的无规则且相互交错的片层状结构，进一步证明仿照花生叶表面制备金属表面形貌的实验是可行、有效的。超疏水是指与水的接触角大于150°，未采用本发明方法进行处理的铜箔的接触角示意图如图6所示，其接触角大小为105°，而采用本发明方法进行处理的铜箔的接触角如图7所示，为161°，可见利用本发明的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面为超疏水表面。采用本发明进行处理的铜箔的粘附力测试图如图8所示，可以观察到经处理的铜箔表现出良好的粘附性。由于液滴的表面能较高，要使液滴能进行无损抓取就必须使液滴处于超疏水状态且抓取材料表面具有高粘附性，利用所制得的高粘附性金属表面可以轻易的抓取9ul大小的液滴。在实验开始阶段，液滴在低黏附表面上呈超疏水状态，所制得的高粘附金属表面在液滴上方，如图9所示；实验进行时，高粘附金属表面以恒定的速率缓慢下降，至开始与液滴接触并略微挤压液滴时停止下降开始反向以恒定的速率上升，此时如图10所示；实验结束时，液滴被所制得的高粘附性金属表面完全抓取在上方，如图11所示，可以观察到处理后的金属表面具有良好的粘附力，并能有效的进行微液滴的无损抓取。
本发明提供的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，可广泛应用于微液滴的无损失抓取，在机械、环保、医药、卫生等领域同样具有广泛的应用前景。
实施例1 本实施例提供一种以铜箔(单晶)基底的超疏水高粘附金属表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)铜箔表面预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将铜箔 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出铜箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制分别称取1. 73g磷酸(分析纯，磷酸质量分数> 85% ) 和2. 55g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40% )，将二者混合倒入500mL烧杯中，用去离子水作溶剂，加入去离子水至溶液体积为300mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的铜箔浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗铜箔5次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的铜箔，放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡24小时。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤(4)处理过的铜箔用无水乙醇反复冲洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到本发明的铜箔超疏水表面，实现铜箔超疏水表面的制备。实施例2 本实施例提供一种以铜箔(单晶)基底的超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)铜箔预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将铜箔 (15mmX 15mmX0. 2mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗10分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗3分钟，取出铜箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取1. 73g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、1.7g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积为450mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的铜箔浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗铜箔7次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的铜箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤④处理过的铜箔用无水乙醇反复冲洗7次，放入90°C的烘箱中干燥3小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为40nm，即得到本发明的铜箔超疏水表面，实现铜箔超疏水表面的制备。实施例3 本实施例提供一种以铜箔(单晶)基底超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)铜箔预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将铜箔 (30mmX30mmXlmm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗6分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数>99.7%)倒入烧杯中，继续超声清洗6分钟，取出铜箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取2. 595gg磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、2. 55g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，力口入去离子水至溶液体积为200mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的铜箔浸入配制好的晶体生长溶液中，在30°C的温度下静置1天后取出，用去离子水反复冲洗铜箔7次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的铜箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤④处理过的铜箔用无水乙醇反复冲洗7次，放入90°C的烘箱中干燥4小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为40nm，即得到本发明的铜箔超疏水表面，实现铜箔超疏水表面的制备。实施例4 本实施例提供一种以镁片(单晶)基底超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)镁片预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将镁片 (15mmX15mmX0. 7mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗2分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗2分钟，取出镁片，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取2. 595g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、1.7g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积为400mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的镁片浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗5次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的镁片，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为3%。(5)将经过步骤④处理过的镁片用无水乙醇反复冲洗5次以上，放入110°C的烘箱中干燥2小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到本发明的镁基底超疏水表面，实现镁基底超疏水表面的制备。实施例5 本实施例提供一种以镁铝合金基底超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)镁铝合金预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将镁铝合金 (25mmX IOmmX 0. 3mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出合金，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取1. 80g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、2. 23g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积400mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的合金浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗合金5 7次以上，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的合金，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤(4)处理过的镁铝合金用无水乙醇反复冲洗5次，放入100°C的烘箱中干燥2. 5小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为40nm，即得到本发明的镁铝合金超疏水表面，实现镁铝合金基底超疏水表面的制备。实施例6 本实施例提供一种以锡箔(单晶)基底超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)锡箔预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将锡箔 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出锡箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取2. OOg磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、2.478过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积为350mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的锡箔浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗铜箔5次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的锡箔，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为1%。(5)将经过步骤④处理过的锡箔用无水乙醇反复冲洗6次以上，放入90°C的烘箱中干燥2小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到本发明的锡箔超疏水表面，实现锡箔超疏水表面的制备。
实施例7 本实施例提供一种以镍基底超疏水高粘附表面的制备，具体包括以下几个步骤(1)镍基底预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将镍片 (15mmX20mmX0. 5mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出镍片，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取2. 50g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、2. 55g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积为300mL，此时即配置成浓度为0. 05mol/L和0. 075mol/L的混合溶液，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤①处理过的的镍片浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置1天后取出，用去离子水反复冲洗5次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的镍片，放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡36小时。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤④处理过的镍片用无水乙醇反复冲洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到本发明的镍基底疏水表面，实现镍基底疏水表面的制备。实施例8 本实施例提供一种以钛板基底超疏水高粘附表面的制备方法，具体包括以下几个步骤(1)钛板预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水备用。将钛板 (10mmX20mmX0. 1mm)浸入去离子水中，将烧杯放入超声清洗机清洗4分钟，回收清洗液。将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗3分钟，取出钛板，吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制用去离子水作溶剂，取1. 97g磷酸(分析纯，磷酸质量分数>99.5%)、2. 4g过氧化氢(分析纯，过氧化氢质量分数为40%)倒入烧杯中，加入去离子水至溶液体积为350mL，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将经过步骤(1)处理过的的钛板浸入配制好的晶体生长溶液中，在25°C的温度下静置2天后取出，用去离子水反复冲洗钛板6次，待其表面清洗干净后，用氮气将其吹干备用。(4)取出步骤(3)处理好的钛板，放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡 24小时以上。其中，聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中聚全氟烷基硅氧烷的质量分数为5%。(5)将经过步骤⑷处理过的钛板用无水乙醇反复冲洗5次，放入90°C的烘箱中干燥2小时，得到表面覆盖一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到本发明的钛基底超疏水表面，实现钛基底超疏水表面的制备。实施例9 本实施例提出一种以铁箔(单晶)为基底的超疏水高粘附性金属表面的方法，，具
9体包括几个步骤(1)金属基底的预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水。将片状铁箔基底浸入去离子水中，然后将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。再将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出片状铁箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制晶体生长溶液为磷酸和过氧化氢的混合溶液，用去离子水作溶剂，磷酸的浓度为0. 05mol/L,过氧化氢的浓度为0. 05mol/L，用玻璃棒搅拌均勻
后备用。(3)将步骤(1)处理过的铁箔浸入步骤(2)配制好的晶体生长溶液中，在20°C的温度下静置1天后取出，用去离子水反复冲洗金属基底5次，待其表面清洗干净后，用氮气吹干备用。(4)将步骤(3)处理好的铁箔放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡24 小时以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液为含有质量分数为的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)将经过聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡后的铁箔用无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )反复冲洗5次以上，放入80°C的烘箱中干燥1小时，在铜箔表面得到一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到超疏水高粘附性金属表面，实现金属基底超疏水表面的制备。实施例10 本实施提出一种以铜箔为基底的超疏水高粘附性金属表面的方法，具体包括几个步骤(1)金属基底的预处理取50ml烧杯一个，倒入去离子水。将片状铜箔基底浸入去离子水中，然后将烧杯放入超声清洗机清洗5分钟，回收清洗液。再将无水乙醇(分析醇，乙醇质量分数> 99. 7% )倒入烧杯中，继续超声清洗5分钟，取出铜箔，用氮气吹干备用。(2)晶体生长溶液的配制晶体生长溶液为磷酸和过氧化氢的混合溶液，用去离子水作溶剂，磷酸的浓度为0. 075mol/L，过氧化氢的浓度为0. 075mol/L，用玻璃棒搅拌均勻后备用。(3)将步骤(1)处理过的金属基底浸入步骤(2)配制好的晶体生长溶液中，在 30°C的温度下静置4天后取出，用去离子水反复冲洗金属基底7次，待其表面清洗干净后，用氮气吹干备用。(4)将步骤(3)处理好的金属基底放入聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡24小时以上。所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液为含有质量分数为5%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。(5)将经过聚全氟烷基硅氧烷_乙醇的混合溶液中浸泡后的金属基底用无水乙醇 (分析醇，乙醇质量分数> 99.7%)反复冲洗7次，放入110°C的烘箱中干燥4小时，在铜箔表面得到一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，该薄膜厚度为30nm，即得到超疏水高粘附性金属表面，实现金属基底超疏水表面的制备。
权利要求
1.一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，其特征在于具体包括几个步骤(1)金属基底的预处理将片状金属基底浸入去离子水中，然后超声清洗机，取出吹干备用；(2)晶体生长溶液的配制晶体生长溶液为磷酸和过氧化氢的混合溶液，用去离子水作溶剂，磷酸的浓度为0. 05mol/L 0. 075mol/L,过氧化氢的浓度为0. 05mol/L 0.075mol/L ；(3)将步骤(1)处理过的金属基底浸入步骤(2)配制好的晶体生长溶液中，在20°C 30°C的温度下静置1 4天后取出，用去离子水反复冲洗金属基底，取出吹干备用；(4)将步骤(3)处理好的金属基底放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡24 小时以上；(5)将经过聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡后的金属基底用无水乙醇反复冲洗后放入80°C 110°C的烘箱中干燥1 4小时，在铜箔表面得到一层聚全氟烷基硅氧烷的薄膜，实现金属基底超疏水表面的制备。
2.根据权利要求1所述的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，其特征在于所述的步骤(3)中所述的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液为含有质量分数为 5%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液。
3.根据权利要求1所述的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，其特征在于所述的步骤(5)中聚全氟烷基硅氧烷的薄膜厚度为30 40nm。
全文摘要
本发明提出一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，属于金属基材表面处理领域，包括金属基底的预处理、晶体生长溶液的配制、将金属基底浸入晶体生长溶液中、将金属基底放入聚全氟烷基硅氧烷-乙醇的混合溶液中浸泡、将浸泡后的金属基底用无水乙醇得到聚全氟烷基硅氧烷的薄膜五个步骤。本发明提出的一种基于花生叶表面仿生制备超疏水高粘附性金属表面的方法，制备的超疏水高粘附性金属具有较高的稳定性，能在数月内仍能保持稳定的性能，用于无损失转移贵重的、有腐蚀性的、有危害性的液滴，制造生物微量溶液移液管，可广泛应用于科研、医学、生物等重要领域。
文档编号C23C22/02GK102345117SQ20111027722
公开日2012年2月8日申请日期2011年9月19日优先权日2011年9月19日
发明者刘克松, 李舟, 杨帅, 江雷申请人:北京航空航天大学