一种超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法与流程

技术特征：
1.一种超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于slm技术制备多层结构钛或钛合金，在多层结构钛或钛合金的三维表面制备tio2纳米管；步骤2：制备微流控芯片，以多层结构钛或钛合金的分层数量为基础，设计微流控芯片的微通道为多层结构，微通道包括进液通道和出液通道，进液通道和出液通道与多层结构钛或钛合金内的微孔通道相连通；所述微通道的多层结构层数等于或小于多层结构钛或钛合金的分层数量；步骤3：以多层结构钛或钛合金为反应室，以其内部互相连通的微孔通道为低表面能溶液流通通道，利用微流控芯片技术，使低表面能溶液在多层结构钛或钛合金的限定区域内流动，在多层结构钛或钛合金的限定区域形成高度有序的单分子超疏水膜，多层结构钛或钛合金的非限定区域为超亲水表面，形成基于显著浸润性差异的超亲-超疏水三维表面微图案模版。2.根据权利要求1所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，所述多层结构钛或钛合金内互相连通的微孔通道尺寸为300～500μm；所述多层结构钛或钛合金为多孔钛或多孔钛合金。3.根据权利要求1所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，步骤1中在多层结构钛或钛合金的三维表面制备tio2纳米管的方法为：步骤1.1：将多层结构钛或钛合金分别浸润在丙酮、乙醇、去离子水中，在超声条件下处理10～30min；步骤1.2：将步骤1.1处理后的多层结构钛或钛合金放入酸浸液中，在超声条件下清洗20～40s，然后用去离子水在超声条件下将酸浸液冲洗干净，晾干；步骤1.3：以步骤1.2处理后的多层结构钛或钛合金作为工作电极，铂网为对电极，在搅拌速度为300～500r/min的条件下，将其浸入电解液；在恒电位40v～100v下，温度为10～40℃下，阳极氧化2h～12h。4.根据权利要求3所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，所述酸浸液为5～15ml
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hf与10～30ml
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hno3的混合溶液。5.根据权利要求3所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，所述电解液为1～3ml hf、2～5ml去离子水和90～95ml二乙二醇混合均匀。6.根据权利要求3所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，阳极氧化后获得的表面制备有tio2纳米管的多层结构钛或钛合金用去离子水冲洗10～15次，在50～70℃下烘干。7.根据权利要求1所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，步骤2中微流控芯片的制备包括以下步骤：步骤2.1：设计微通道结构：以多层结构钛或钛合金的分层数量为基础，将芯片的微通道设计为多层结构，所述微通道的多层结构层数等于或小于多层结构钛或钛合金的分层数量；微通道包括进液通道和出液通道，微通道深度为200-300μm；步骤2.2：将微通道的多层结构制备成光刻掩膜，将pdms预聚物和固化剂按比例混合倒入光刻胶模具中，采用光刻胶的pdms倒模加工技术制备含有微通道结构的pdms芯片；步骤2.3：键合：将含有微通道结构的pdms芯片浸泡于75％乙醇中30min，50℃烘干后清
洗90s，快速贴合。8.根据权利要求7所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，pdms预聚物和固化剂的比例为10:1。9.根据权利要求1所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，步骤3中低表面能溶液为含0.1wt％～lwt％全氟辛基三氯硅烷、全氟辛基三氯硅烷或全氟辛基三乙氧硅烷，溶剂为异辛烷、正己烷、甲醇的低表面能溶液；或为含0.1wt％～1wt％的月桂酸，溶剂为无水乙醇或乙二醇的低表面能溶液。10.根据权利要求1所述的超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法，其特征在于，步骤3中制备的超亲-超疏水三维表面微图案模版依次用丙酮、乙醇和超纯水进行超声洗涤，并用高纯n2吹干；然后置于90℃烘箱内30min。

技术总结
本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种超亲-超疏水三维表面微图案模版的制备方法。制备方法为在多层结构钛或钛合金的三维表面制备TiO2纳米管；设计微流控芯片的微通道为多层结构，微通道包括进液通道和出液通道，进液通道和出液通道与多层结构钛或钛合金内的微孔通道相连通；微通道的多层结构层数等于或小于多层结构钛或钛合金的分层数量；以多层结构钛或钛合金为反应室，以其内部互相连通的微孔通道为低表面能溶液流通通道，利用微流控芯片技术，使低表面能溶液在多层结构钛或钛合金的限定区域内流动，在多层结构钛或钛合金的限定区域形成高度有序的单分子超疏水膜，形成基于显著浸润性差异的超亲-超疏水三维表面微图案模版。微图案模版。微图案模版。


技术研发人员：孙学通 邸思 金建
受保护的技术使用者：广州先进技术研究所
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/5/5