氧化锆陶瓷以其优异的力学性能和生物相容性被广泛用作牙科修复材料。通过表面改性工艺调控氧化锆陶瓷的表面润湿性，可以进一步拓展其在不同领域的应用。基于此，笔者提出了一种高效、低成本的激光加工+硅油修饰+热处理复合工艺，并采用该工艺制备了超疏水氧化锆陶瓷表面。首先通过纳秒激光加工在氧化锆陶瓷表面诱导出周期性多级微纳结构，而后利用硅油异丙醇混合溶液（硅油体积分数为0.4%）修饰+低温热处理来降低激光处理后氧化锆陶瓷的表面能，制备出了表面接触角高达153.8°具有超疏水特性的氧化锆陶瓷。加工前的氧化锆陶瓷的接触角为80.4°±2.1°，展现出亲水性；经纳秒激光加工后，液滴完全浸润表面，接触角变为0°，表面转变为超亲水表面。采用硅油异丙醇混合溶液修饰+低温热处理工艺实现了表面超亲水特性向超疏水特性的转变。超疏水氧化锆陶瓷在空气环境和胶带剥离实验中分别保持了优秀的稳定性和耐久性。通过改变激光的扫描速度及扫描间距可以精准调控液滴在材料表面的润湿性和黏附性。所提方法相较于传统激光加工方法提高了制备效率，降低了生产成本，有望扩展超疏水氧化锆陶瓷在医疗领域的应用。

Micro/nanostructured components play an important role in micro-optics and optical engineering, tribology and surface engineering, and biological and biomedical engineering, among other fields. Precision glass molding technology is the most efficient method of manufacturing micro/nanostructured glass components, the premise of which is meld manufacturing with complementary micro/nanostructures. Numerous mold manufacturing methods have been developed to fabricate extremely small and high-quality micro/nanostructures to satisfy the demands of functional micro/nanostructured glass components for various applications. Moreover, the service performance of the mold should also be carefully considered. This paper reviews a variety of technologies for manufacturing micro/nanostructured molds. The authors begin with an introduction of the extreme requirements of mold materials. The following section provides a detailed survey of the existing micro/nanostructured mold manufacturing techniques and their corresponding mold materials, including nonmechanical and mechanical methods. This paper concludes with a detailed discussion of the authors recent research on nickel-phosphorus (Ni-P) mold manufacturing and its service performance.

近些年,激光加工方法被广泛用于功能性表面的制备。然而,现有的激光加工方法在处理速率、生产成本、制备表面的耐用性/可靠性方面仍有很大进步空间。本工作致力于研发一种高效激光多功能表面制备工艺。此工艺将激光表面加工与化学浸润处理相结合,先使用一定工艺窗口下的激光加工过程对表面进行预处理,再使用化学浸润过程进一步修饰微纳结构,同时改变表面能/表面化学。研究结果表明,激光加工与化学浸润共同作用下制备的微纳米化合金表面实现了超疏水性能和表面显微硬度的提升,同时该表面在海水和海洋大气环境中还展现出了优异的耐腐蚀性能。相对传统激光处理方法,所提方法在一定程度上提升了制备效率并降低了生产成本,在海洋工程领域有很好的应用前景。

为直接制备小尺度且具有可控形貌的导电聚合物微结构,利用一种基于飞秒激光的双光子聚合法,实现了聚苯胺在基底上任意位置处微纳米尺寸线条的精准可控制备。以苯胺为单体、硝酸为氧化剂,通过调控苯胺与硝酸的浓度,可以制备出具有不同形貌的聚苯胺微纳米线。不溶于水的苯胺高聚物在水相界面处合成,苯胺与硝酸的浓度及激光功率会影响水溶性苯胺低聚物的分布,进而影响聚苯胺微纳米线的形貌。当苯胺与硝酸浓度分别为0.69mol·L -1和0.60mol·L -1时,可制备出具有致密光滑形态、电导率为5.79×10 -6 S·cm -1的聚苯胺微纳米线。本研究为导电聚合物的制备及其在传感器、微型探测器等微纳米器件中的广泛应用提供了新思路。

采用数字微镜器件(DMD)无掩模光刻技术,以飞秒激光为光源,结合大面积拼接的方法快速制备了具有较高分辨率和毫米尺寸的大面积微纳结构。提出以单子场投影线扫描的方式进一步改善由于光场能量分布不均匀引起的结构边缘粗糙的问题,极大地降低了线条的边缘粗糙度,有效地控制了结构的精度。本研究以半导体领域常用的正性光刻胶为主要研究对象,实现了面积为7.4 mm 2的1 μm等间距线阵列和面积为38.7 mm 2的10 μm等间距线阵列结构的快速制备。本研究为大面积微纳结构制备提供了一种新方法,所制备结构可应用于气液流动、药物输运及晶体生长等领域。

利用800 nm飞秒激光光镊捕获了水中分散的银纳米颗粒，在玻璃基片表面直写银线，通过调控激光参数研究了激光功率对银线线宽及表面形貌的影响，实现了线宽为378 nm的银线直写。经过测试，直写的银线电阻率为固体银的19.88倍。此外，还利用该方法制备了银二维网格结构，体现了该技术在二维结构直写方面的良好加工能力。

利用纳秒脉冲激光对铜表面进行打黑处理，并使用分光光度计、光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)等对试样进行反射率、粗糙程度的测量以及微观结构的观察。选用单向填充式扫描方式研究了不同扫描间距对打黑效果的影响，发现在不同扫描间距条件下，打黑后会形成不同的微观结构(光栅状、近似光栅状、珊瑚状等)，且减小扫描间距可以显著增加吸光率。其中，当扫描间距为10 μm 时，打黑后的样品在200~760 nm 波段的吸光率可达97%以上，在760~1110 nm 波段达到90%以上，而在1110~2500 nm 波段也保持在85%以上。此外，研究了二次填充对打黑效果的影响，发现打黑后样品的吸光率也较第一次打黑有一定提高，且不同填充方向的二次打黑所造成的吸光率的差异随着扫描间距的减小而逐渐减小。