具有润湿功能的微纳结构表面因在生物工程、防覆冰等领域的潜在应用价值,近年来吸引了大量的关注,但亲水微纳结构表面的润湿不稳定性成为了其应用中的一大阻碍。本文通过飞秒激光直写的方式在不锈钢表面制备了具有亲水性质的微纳结构表面并研究其经一定时间跨度后润湿性变化规律及机制。研究表明,在表面化学成分方面,不锈钢微纳结构表面通过浸泡氢氧化钠溶液处理后可有效抑制其润湿变化。通过X射线光电子能谱分析表明,这是由于处理前后润湿机制发生转变导致的。从微纳形貌方面,当不锈钢表面粗糙度增加时,可以通过保持长效毛细效应实现较长时间范围内的稳定超亲水状态。本文的研究结果为润湿性微纳结构表面的应用提供了一定的性能改善策略新思路,特别在亲水特性微纳结构表面的应用上具有重要的研究意义。
光学设计 微观结构制造 飞秒激光 润湿性 微纳结构 润湿转变 中国激光
2021, 48(18): 1802001
Author Affiliations
Abstract
School of Science, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
Metals in nature exhibit a mediocre wettability and a high optical reflectance from the visible region to the infrared. This Letter reports that, by formation of nano- and microscale structures via a simple raster scanning of a focused femtosecond laser pulse without any further treatment, structured aluminum and nickel surfaces exhibit combined features of superhydrophobicity with a contact angle of 155.5°, and a high optical absorption with a reflectivity of several percent over a broad spectral range (0.2–2.5 μm). Thus, a multifunctional structured metal surface that integrates superhydrophobicity and a high broadband absorptivity has been easily realized by one-step femtosecond laser processing.
140.3390 Laser materials processing 160.4236 Nanomaterials 240.6700 Surfaces Chinese Optics Letters
2015, 13(6): 061402
采用激发波长800 nm、脉宽50 fs、重复频率1 kHz的Ti:sapphire放大飞秒激光器作为激发光源，利用开孔Z扫描技术研究了不同粒径的CdTe:Mn量子点的非线性吸收性质。理论计算结果表明，同一生长时间CdTe:Mn量子点的双光子吸收系数是CdTe量子点的1.1倍，其双光子吸收系数随量子点尺寸的减小而增大，这是由于CdTe:Mn量子点非线性吸收属于反饱和吸收，掺杂了Mn元素，减小了表面缺陷浓度，表明掺杂量子点具有很好的双光子吸收现象。
量子点 Z扫描 双光子吸收 吸收光谱 量子尺寸 quantum dots Zscan twophoton absorption absorption spectrum quantum size
