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在現代工業中，紧密的概况布局在各個范畴里起偏重要感化，紧密概况對光潔度的請求也一日千里。概况的碎屑和污染會對其功效發生负面影响。
比方在食物工業中，常常必要繁杂而昂贵的步伐来干净装备的概况，以确保到達食物平安尺度。在光學和半导体元器件中，對付干净度鼻毛器,的請求更是近乎刻薄。為了削减干净進程花费的時候和本錢，自干净概况的觀點應運而生。
實現自干净概况的路子是使質料具备超疏水性。在超疏水概况上水點几近没有粘附力，是以极難润湿。如许的概况不但對水和冰具备极强的排挤性，并且仅經由過程水美國Pelican,點沿質料转動并沿途拾起尘土颗粒的感化使干净變得简略单纯高效。受天然界中荷叶的開导，转動的水點在概况上可以吸附杂質但水點自己却没法粘附在概况上，跟着水點的滑落，概况焕然如新。
在曩昔的几十年中，钻研职員别離提出了氣相沉积法，溶胶凝胶法，水热合成法，静電纺丝法等方法来實現自干净概况。可是這些法子或由於利用大量化學藥品而致使利用受限，或由於本錢過高步調繁琐而@没%4sfH9%法大范%1bX81%围@利用。
近日，来自德累斯顿工業大學和德國弗劳恩霍夫質料钻研所的钻研團隊開辟了一種利用激光直寫（DLW）和激光干與直寫（DLIP）技能建造超疏水“自干净”铝概况的工艺，并提出了一種针對该概况的有用表征法子。
02
基来源根基理
凡是来说，液滴與概况的接触點是物資的三相（氣-液-固）汇聚的地方，其能量前提以液体粘附到固体概况的情势反應出来。粘附力取决於接触鸿沟處流体與固体概况的静态接触角，以下图所示。若是液滴位於歪斜的概况上，則液滴雙侧的接触角将不合错误称。即下坡時，進步標的目的的接触角比撤退退却標的目的的接触角大。两個標的目的的接触角之差称為接触角滞後。
03
技能手腕
样品制备：
起首将铝片抛光洗净後置於激光直寫事情台上（GF machine solution P降血糖保健食品,600）。
利用衍射光學元件（DOE）将激光束分成两個子光束，并将其指导到一個棱镜上使光束平行，然後利用非球面透镜聚焦在样品概况上。利用這類設置装备摆設，可以在直径為140μm的圆形區域内得到線状干與条纹（上图B）。
在這項钻研中，光束之間的角度設置為8.7°，以得到7.0μm的空間周期。激光通量設置為1.93J /cm⊃2;，激光的反复频率固定為1kHz。利用高精度轴（Aerotech，美國）以±2.5μm的精度在x和y標的目的上平移样品。經由過程沿y標的目的挪動样本可以節制脉冲之間的堆叠（Ov），终极确定数中某個位置的激光脉冲数（拜見上图D）。x標的目的平移（SD）重要肯定了概况纹理的平均性。
在本項钻研中，Ov和SD别離為99％和141.6μm。抗老保養品推薦,為了得到柱状布局，必需将样品扭转90°并反复该進程（上图E）。連系激光直寫和激光干與直寫技能，制备获得样品以下图。（a，b，c，d别離是未經處置的铝概况，只用激光直寫技能DLW處置的概况，只用激光干與直寫DL治療腰椎間盤突出,IP處置的概况，連系DLW和DLIP處置的概况）
本項钻研的一大亮點是供给了一種别致而有用的表征法子。與傳统的表征手腕比方掃面電镜和光谱阐發等分歧。本法子利用分歧類型和巨细的污垢（微粒）来体系表征激光布局化样品的自干净效力。别的，利用高速相機具体钻研了自干净機制，该相性能够以每秒12,500帧的速率記實液滴，颗粒和布局化概况之間的界面，以下图所示。
為了表征和測试该自干净概况的能力，钻研职員測试了三组分歧的样品。一個零丁利用DLW，一個零丁利用DLIP，另外一個連系了两種技能。接下来钻研职員用污垢（氧化锰和聚酰胺颗粒）污染了每一個概况，并将這些概况設置在高速摄像頭前面的歪斜平面上。然後，将水點沿概况转動，并利用相機评估水點吸取和断根概况污染物的效力。钻研职員發明，仅利用DLIP的概况和連系利用DLW和DLIP的概况均會發生出格高的干净效力。DLIP制备的概况的空間周期為7.0微米，显示出高達99％的污染颗粒的干净效力。
04
总结與预測
本項事情提出了一種可以有用建造超疏水铝概况的法子，為食物加工檢測等范畴的利用奠基了根本。而且，在钻研進程中利用的别致表征法子，可以遍及利用在其他邃密概况的表征傍邊。
文章信息：
该功效以“ Characterization of self-cleaning properties on superhydrophobic aluminum surfaces fabricated by direct laser writing and direct laser interference patterning ”為題颁發在 Applied Surface Science 。
论文地點：
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發表於 2025-1-1 03:46:55
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