飛秒激光制備耐久型超疏水表面及其應用的研究進展（特邀）

張嘉亮，成揚，楊青，梁婕，方政，侯洵，陳烽

（1 西安交通大學電子與信息工程學院，陜西省信息光子技術重點實驗室，西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室，西安 710049）

（2 西安交通大學機械工程學院，西安 710049）

0 引言

經過了自然界的不斷進化和演變，許多生物進化出賴以生存的超疏水表面，比如具有自清潔性能的荷葉表面、能夠在水面爬行的水黽等［1-5］。直到20 世紀末，人們才對超疏水表面進行了深入研究，發現形成超疏水表面的關鍵在于材料表面的化學成分和微觀結構［6-11］。通過調控材料表面的化學成分和微觀結構，人們在不同材料上研究并制備出超疏水表面，給能源、環境、健康帶來了巨大的影響。受這些自然界超疏水表面的啟發，通過各種方法調控材料表面化學成分和微觀結構，比如機械方法、光刻法、化學刻蝕、模板法、氣相沉積、電化學刻蝕、電紡絲法、自組裝法以及噴涂法等等［12-21］，已經制備出了多種超疏水表面。目前，超疏水表面已經被廣泛應用于抗液、自清潔、液滴操控、油水分離、抗冰等領域［22-31］。然而超疏水表面的微觀結構在外力作用下容易發生應力集中而被破壞，表面的化學成分也會在外界物質的侵蝕下降解，導致表面的超疏水性能減弱或者消失，這也成為限制超疏水表面在各種領域應用的主要障礙［32］。超疏水表面的耐久性一方面與表面結構和化學成分有關，另一方面也受限于基體材料本身的耐久性。許多傳統制備微納結構的方法能夠用來實現材料的超疏水性，但這些方法不同程度地都會受到其方法本身的局限，比如復雜的制備流程、材料的局限性，缺乏靈活性等。……