低反射率和超亲水性是提高电子器件性能的理想条件，石墨烯作为一种新型超导材料在电子信息领域得到了广泛的应用。目前实现低反射和超亲水性多依赖飞秒激光对石墨表面进行微结构设计和加工，较高的加工成本限制了其进一步的发展。因此，提出了一种基于皮秒激光的低成本、低反射率石墨表面微结构制备方法。通过实验系统地研究了激光加工参数对石墨表面微观形貌及其反射率和亲水性的影响。结果表明，经激光加工后，具有微结构表面的石墨样品反射率明显降低。此外还实现了样品接触角的有效调控，同时验证了加工后石墨样品表面氧化石墨烯的生成。利用紫外皮秒激光器在石墨表面制备微结构的方法具有高效可控、低成本等优点，为制备表面功能组件方面的潜在应用提供了技术支撑。
皮秒激光 抗反射 表面浸润性 氧化石墨烯 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0514005
1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
3 3.中国科学院大学 材料科学与光电工程研究中心, 北京 100049
4 4.上海大学 生命科学学院, 200444
钛及其合金以其优异的机械性能和生物相容性而被广泛应用作硬组织植入器械, 但其表面缺乏生物活性以及植入后的炎症反应易导致骨整合不佳。本研究利用不同气氛中的热处理工艺调控氧化钛涂层的润湿性, 并研究表面润湿性能对免疫反应和成骨性能的影响规律。研究结果表明, 与亲水(接触角~10º)的氧化钛涂层相比, 处于亲水/疏水临界状态的氧化钛涂层(接触角’90º), 在仅培养巨噬细胞时, 抑制了巨噬细胞向M1促炎方向极化; 在共培养小鼠骨髓间充质干细胞和巨噬细胞时, 促进了巨噬细胞向M2抗炎方向极化, 同时显著上调了骨髓间充质干细胞成骨相关标记物的基因表达, 显示出更好的免疫促成骨性能。
表面润湿性 氧化钛涂层 退火 免疫成骨 surface wettability titanium oxide coating annealing osteoimmunomodulatory effect 
Author Affiliations
Abstract
1 Physics Department, collage of Science, Juof University, PO Box 2014, Sakaka, Saudi Arabia
2 Physics Department, Faculty of Science, Sohag University, Sohag 82524, Egypt
3 Physics Department, Faculty of Science and Arts, Al-Mandaq, Al-Baha University, 65755, Saudi Arabia
In this study, CdO/Cu/CdO multilayers thin films were organized on glass substrates with different Cu intermetallic layer thickness engaging DC plasma magnetron sputtering. The optoelectronic properties and structural characteristics of the multilayers at various Cu intermetallic layer thicknesses which were varied from 4 to 16 nm were explored. The calculated band gap was reduced from 2.66 eV to 2.48 eV as the Cu intermetallic layer thickness increased from 4 to 16 nm. The refractive index and coefficient of extinction of CdO/Cu/CdO multilayers increased with increasing the Cu intermetallic layer thickness. The resistivity is reduced from 1.8 × 10−2 Ω cm for CdO single layer to reach a value of 2.7 × 10−4 Ω cm for CdO/Cu (16 nm)/CdO multilayer. Further, the sheet resistance is decreased from 1000 to 13.8 Ω/sq. with the variation in Cu intermetallic layer thickness from 0 to 16 nm. CdO/Cu (4 nm)/CdO multilayer film recorded the best figure of merit (2.3 × 10−4 Ω−1). After sunlight illumination for the multilayers, the surface wettability was improved and the contact angle recorded lowest value of nearly 24° for CdO/Cu (8 nm)/CdO and CdO/Cu (12 nm)/CdO.
Optical properties CdO/Cu/CdO multilayers Surface wettability Journal of the European Optical Society-Rapid Publications
2023, 19(1): 2023009
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
基于飞秒激光照射的改形控性技术是近些年发展起来的新兴微纳加工技术，其在快速、大面积、周期性亚波长结构的制备上展现出了独特优势。文中利用该技术在氧化石墨烯薄膜表面开展亚波长光栅结构的快速制备，并针对其中的加工机理、形貌变化及其液体浸润性进行了详细研究。通过改变飞秒激光功率和扫描速度等参数，实验获得了具有不同深宽比和表面“粗糙度”的还原氧化石墨烯样品，实现了液体接触角在15°~75°范围内可控的浸润性，并且其接触角在空气中放置20天后平均增加20°。文中的理论和实验结果为飞秒激光微纳加工和改性处理技术的发展奠定了基础，未来有望促进结构化石墨烯衍生材料在液滴收集、微流控等方面的应用。
飞秒激光 还原氧化石墨烯 亚波长光栅结构 表面浸润性 femtosecond laser rGO subwavelength grating structure surface wettability 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201064
1 广州大学土木工程学院, 广东 广州 510006
2 广州大学广东省建筑节能与应用技术重点实验室, 广东 广州 510006
利用不同功率密度的微秒激光在6061铝合金表面刻蚀出圆柱状粗糙结构,将刻蚀后的粗糙铝合金片置于110 ℃干燥箱保持12 h,通过液滴形状分析仪、扫描电子显微镜、光学轮廓仪、X射线光电子能谱仪等表征表面粗糙结构以及加热处理前后润湿性、表面元素、基团、晶体结构的变化。实验结果显示,微秒激光刻蚀的粗糙铝合金表面具有微/纳米复合结构,经热处理后表面羟基(—OH)减少,而非极性组分C—C(H)是粗糙铝合金表面吸附空气中有机物的主要组分,并且热处理加快了吸附过程,从而使粗糙铝合金表面润湿性发生变化,由超亲水表面转化为超疏水表面。
激光光学 激光刻蚀 铝合金 热处理 表面润湿性能 有机物 微/纳米复合结构 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 151406
1 东北师范大学地理科学学院, 吉林 长春 130024
2 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101
3 中国科学院大学, 北京 100049
城市绿化植物由于其滞尘能力能够有效改善城市大气环境, 滞尘能力的主要影响因素是其表面特性和润湿性。 植物叶片表面的润湿性和偏振反射特性都与表面粗糙度相关, 因此以粗糙度为结点, 探究植物表面润湿性与偏振反射光谱的关系, 利用偏振反射特性对植物叶片润湿性进行快速无损监测。 以长春市常见的八种绿色植物叶片为研究对象, 利用Kruss DSA 100液滴形状分析系统测量其表面接触角, 利用多角度光谱测量装置测量其在不同探测天顶角上的偏振反射光谱, 探讨了润湿性能在400～1 000 nm波段对植物叶片不同探测天顶角上偏振度的影响。 通过相关分析确定八种植物叶片的特征波段, 并在特征波段对偏振度随探测天顶角的变化程度与润湿性的关系之间进行定量分析。 结果表明, 在特征波段(700±10) nm处, 偏振度随着探测天顶角的变化程度θ0与接触角距离100°的偏差值θ具有很强的相关性, 可决系数R2为0.82, 说明偏振度随探测天顶角的变化程度θ0可以反映植物叶片的润湿性, 可以利用偏振反射特性对植物叶片润湿性进行分析, 研究成果将对今后城市绿化物种的选择提供可行性建议。
植物叶片 润湿性 偏振度 探测天顶角 Plant leaves Surface wettability Contact angle Viewing zenith
