飞秒激光在超疏水表面上实现图案相关的可调谐附着力的简单方法

在本文中,我们提出了一种新方法,可通过飞秒(fs)激光辐照在硅上,对由周期性疏水图案和超疏水结构组成的可调粘合剂超疏水表面进行处理。 这些表面由周期性的疏水性图案(三角形,圆形和菱形)和超疏水性结构(由fs激光诱导的双尺度尖峰)组成。 我们的结果表明,可以通过改变超疏水域与疏水域的面积比(AR(sh))来调整制备表面的粘合力,从而产生可调节的静态和动态润湿性。 通过增加AR(sh),(i)静态润湿性(可以使液滴降落在表面上的最小水滴量)的特征可以从1μL调整为9μL; (ii)可以灵活调节滑动角度,范围从> 90度(当样品倒置放置时液滴无法滑落)至5度; (iii)液滴的回弹行为可以从部分回弹调节为三重回弹。 此外,还使用Cassie-Baxter模型和滑动角模型来推测接触角和滑动角,从而提供潜在的理论模型来设计从滑到粘的超疏水表面。 通过fs激光微细加工实现的可调粘合剂超疏水表面可潜在地用于微流体系统中,以调节液滴的迁移率。