超短脉冲激光加工超疏水功能性微结构表面_姜涛
紫外光刻技术制备各向异性超疏水表面
紫外光刻技术制备各向异性超疏水表面
占彦龙;李文;李宏;胡良云
【摘 要】结合紫外光刻技术与湿化学刻蚀法,将掩模板上的条纹结构转移到锌基体上;然后利用月桂酸修饰降低表面能,制备出具有不同间距条纹结构的各向异性超疏水表面.使用接触角测量仪表征其浸润性、偏光显微镜表征其形貌结构、傅里叶红外光谱仪分析表面成分,利用接触角测量仪搭建简易的平台探究制备的具有条纹结构的各向异性超疏水表面的减阻性能.掩模板上5、10、15、30μm间距的条纹图案很好地转移到了锌基体上,经月桂酸修饰后接触角最高达156.26°.当间距d=30μm时,各向异性浸润性最显著,ΔCA=9.93°.实验表明可通过调节条纹间距来控制各向异性浸润性,各向异性浸润性程度ΔCA随条纹间距的增加而增加,平行于各向异性超疏水表面的条纹结构方向有一定的减阻性能.利用该方法可制备特殊结构的各向异性超疏水表面,用于流体定向减阻与运输,微流体器件等领域.%The
stripe structure on the mask plate was transferred to the zinc substrate by
combining ultraviolet ( UV ) photolithography and wet chemical etching ,
and the anisotropic superhydrophobic surfaces with different stripe
spacing were prepared by modifying the surface with lauric acid to lower
down surface energy .The wettability was measured by the contact angle
measurement instrument , and its morphology was characterized by
航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺及其胶接性能
航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺及其胶接性能
在探索宇宙的无尽征程中，航天器如同勇敢的航海者，而其材料的选择与处理技术则是决定这趟旅程能否成功的关键。其中，航天铝合金以其轻质、高强度的特性，成为构建这些星际飞船的骨架。然而，正如航海者需面对汹涌澎湃的海浪，航天器在外太空极端环境下也必须应对各种挑战。为此，科研人员研发了一项创新技术——表面脉冲激光毛化工艺，它如同给铝合金穿上一层“护甲”，极大提升了材料的胶接性能。
这项技术的核心在于使用高能脉冲激光对铝合金表面进行微细加工，形成数以百万计的微小凹陷。这些凹陷，可以比喻为地表上的无数小坑，它们的存在显著增加了材料表面的粗糙度。这种粗糙度的提升，就像是为光滑的冰面撒上了一层砂砾，极大地增强了摩擦力，从而使得铝合金与其他材料的结合更为牢固。
通过这种毛化处理，铝合金表面的粘接力得到了夸张般的提升。如果将未经处理的铝合金比作平滑的镜面，那么经过毛化处理后的铝合金则犹如布满钩刺的魔术贴，其粘接效果之强，仿佛能够直接对抗地心引力。这一改变，对于提升航天器的结构稳定性和耐久性具有不可估量的价值。
然而，技术的革新并非没有代价。脉冲激光毛化工艺虽然显著提高了铝合金的粘接能力，但也带来了成本的增加。每一束激光的发射，都如同精确制导的导弹，需要高精度的控制和昂贵的设备支持。此外，这种工艺对操作环境的要求极高，稍有不慎就可能导致材料表面的损伤，好比是在细腻的丝绸上进行刺绣，任何微小的失误都会破坏整体的美感。
尽管存在这些挑战，脉冲激光毛化工艺的应用前景依然被广泛看好。它不仅能够提升铝合金的性能，还为其他材料的处理提供了新的思路。科研人员正在不断探索，试图找到降低成本、提高效率的方法，以便这项技术能够更广泛地应用于航空、航天乃至更多领域。
综上所述，航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺无疑是一项革命性的技术进步。它不仅极大地提升了材料的胶接性能，还为未来材料科学的发展开辟了新的道路。尽管面临成本和技术挑战，但随着科研的深入和技术的成熟，相信这项技术将在人类探索宇宙的伟大征程中发挥更加重要的作用。
【CN109877472B】基于飞秒激光制备超亲水超疏水复合SERS基底的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201910321304.0(22)申请日 2019.04.22(65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 109877472 A(43)申请公布日 2019.06.14(73)专利权人 北京理工大学地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人 姜澜 李晓炜 马小丹 王智 刘洋 (74)专利代理机构 北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙) 11639代理人 邬晓楠(51)Int.Cl.B23K 26/57(2014.01)B23K 26/14(2014.01)B23K 26/00(2014.01)审查员 孙晓慧
(54)发明名称基于飞秒激光制备超亲水-超疏水复合SERS基底的方法(57)摘要本发明涉及一种基于飞秒激光制备超亲水-超疏水复合SERS基底的方法，属于激光应用技术领域。该方法采用飞秒激光选择性沉积实现超疏水表面与亲水基底的结合，后用激光直写选择性加工出超亲水区域，实现图案化超亲水-超疏水相间表面的制备。这种制备方法仅需飞秒激光，且无需移动样品，适用于任意本征亲水基底，为超亲水-超疏水复合SERS基底的制备提供了一种简单高效、灵活、适用范围广的加工方案。此外在液滴浓缩过程中辅助加热，利用水蒸气膜使含目标分子和Au纳米颗粒的液滴完全浓缩至超亲水区域，实现浓缩面积的可控从而输出稳定拉曼检
测信号。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109877472 B2020.01.21
CN 109877472
B1.基于飞秒激光制备超亲水-超疏水复合SERS基底的方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一：将透明的本征疏水材料贴合在本征亲水材料上表面，本征疏水材料作为供体，本征亲水材料作为接收基底；步骤二：飞秒激光穿透并聚焦在供体材料下表面；步骤三：利用激光直写对供体进行烧蚀，形成微纳复合结构，同时利用局域等离子体喷发的冲力将所述微纳复合结构转移至接收基底，得到覆有超疏水结构的接收基底；由于供体材料表面自由能较低，根据Wenzel模型理论，该微纳复合结构呈现超疏水特性，因此本步骤能够实现亲水基底上超疏水表面的加工；步骤四：无需移动样品，直接取下供体材料，飞秒激光焦点聚焦在步骤三得到的覆有超疏水结构的接收基底上表面；步骤五：利用飞秒激光直写，局部去除焦点上方的超疏水结构并烧蚀下方的接收基底，以在接收基底上形成基底局部微纳复合结构区域，由于接收基底表面自由能较高，根据Wenzel模型理论，接收基底上所形成的基底局部微纳复合结构区域呈现超亲水特性，因此能够在超疏水表面引入超亲水图形；最终，飞秒激光成功完成超亲水-超疏水复合SERS基底的制备。2.采用如权利要求1所述的SERS基底进行拉曼检测的方法，其特征在于：将贵金属纳米颗粒与待检测物分子混合于溶液中，将溶液滴置在被加热的超亲水-超疏水复合SERS基底上进行蒸发浓缩，即能实现待检测分子在超亲水图形的集中，进而实现高灵敏度、稳定可控的拉曼检测。3.如权利要求2所述方法，其特征在于：
超疏水涂层的制备及其在金属防腐领域的应用研究进展
超疏水涂层的制备及其在金属防腐领域的应用研究进展
柯冲;李中发;朱志平;蒋永东
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2022(55)2
【摘 要】由于超疏水材料表面的特殊结构和高疏水性,当其应用在金属表面时,能有效阻止金属基材与腐蚀介质的接触,从而大幅度地提高金属材料的耐腐蚀性能及使用寿命。首先对固体表面浸润理论以及超疏水材料的基础理论进行阐述;然后,介绍了在金属材料表面制备超疏水涂层的常用工艺技术;最后,总结并讨论了超疏水表面涂层在钢、铝和镁等金属材料上的近期发展与应用状况。
【总页数】16页(P145-159)
【作 者】柯冲;李中发;朱志平;蒋永东
【作者单位】东莞深圳清华大学研究院创新中心;长沙理工大学化学与食品工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TL214.6
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1.TiO2/聚二甲基硅氧烷超疏水涂层制备及其金属防腐性能研究2.超疏水TiO2/含氢硅油复合涂层制备及其金属防腐性能研究3.超疏水涂层在金属防腐方面的研究进展4.白炭黑—氟碳漆复合超疏水涂层的制备及其在金属防腐蚀中的应用5.超疏水纳米TiO_(2)及其复合金属防腐涂层TGP/WEP的制备及其性能 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
电子动态调控的飞秒激光表面微纳结构可控制造新方法及其应用
AbstrAct论文摘要
上银优秀机械博士论文奖
超快激光微纳结构制造是微纳制造和表/界面领
域的前沿热点，在航空航天、新能源、生物、国防
等领域具有重要的应用前景。其瓶颈挑战是：可控
性、大面积、高效率、一致性亟待提升。本论文提出
了电子动态调控的超快激光表面微纳结构制造新方
法，并通过理论和实验证明了其有效性，首次实现了
微纳结构制造中对局部瞬时电子动态及其对应材料特
性的主动调节，大幅度地提高了微纳结构制造的效
率、面积和可控性。该新方法为超快激光微纳制造在
国家重大需求领域的广泛应用提供了重要的制造支撑。
本论文的主要创新成果如下：（1）理论揭示了
表面微纳结构中超快激光对局部瞬时电子动态及其对
应材料特性的调控规律；（2）基于超快激光脉冲序
列设计（脉冲延迟、子脉冲个数等），调控电子电离论文名称：电子动态调控的飞秒激光表面微纳结构可控制造新方法及其应用论文作者：北京理工大学 / 史雪松 指导教师：姜澜《研究领域：激光微纳制造》、李欣《研究领域：激光微纳制造》
及复合过程，改变表面等离子体生成过程及其与激光
的相互作用，实现了对表面微纳结构（含微纳多级结
构）的可控制造；（3）设计并制备了具有特定结构
的石墨烯薄膜材料，以达到薄膜内多界面应力诱导激
光加工条件，实现了高效率、大面积、三维类玫瑰花
微纳多级结构的制造（约6万个/分钟，加工效率提高
了约30倍），加工面积可达平方厘米量级，加工后
的表面具有超疏水性和高黏附性的双重特性。
大面积微纳多级结构已应用到表面增强拉曼检
测低浓度分子领域，实现了对10-9M的低浓度三聚
氰胺分子检测，增强因子可达109；具有超疏水、高
黏附性质的石墨烯仿生薄膜在微观尺度液滴无损转
移、微流体系统、和生物技术等领域具有重要的应用
前景。
◆广告 查询编号：2012
超疏水材料在油水分离领域的研究应用
超疏水材料在油水分离领域的研究应用
张家恒;苏鹏程;许晓璐;何晋浙;范铮;张国亮
【摘 要】超疏水材料具有自清洁、非湿润等特性,在油水分离、防污染、抗腐蚀和生物医药材料等许多领域中用途广泛.近几年来,世界范围的油污染日益严重,超疏水材料作为一种有效的油水分离材料是目前功能材料研究的热点之一.简要论述了超疏水的基本理论,综述了超疏水材料在油水分离方面的研究应用,并指出存在的问题及今后的发展趋势.
【期刊名称】《浙江化工》
【年(卷),期】2017(048)009
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】超疏水材料;油水分离;研究应用
【作 者】张家恒;苏鹏程;许晓璐;何晋浙;范铮;张国亮
【作者单位】浙江工业大学海洋与环境化工研究所, 浙江 杭州 310014;浙江工业大学海洋与环境化工研究所, 浙江 杭州 310014;浙江树人大学生物与环境工程学院,
浙江 杭州 310015;浙江工业大学海洋与环境化工研究所, 浙江 杭州 310014;浙江工业大学海洋与环境化工研究所, 浙江 杭州 310014;浙江工业大学海洋与环境化工研究所, 浙江 杭州 310014
【正文语种】中 文
超疏水表面一般是指水的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面[1]。超疏水表面在自清洁[2]、防腐减阻[3-4]、防冰[5]、油水分离[6]等领域有着广阔的应用前景，越来越受到人们的广泛关注。研究表明：固体表面的化学组成和微观粗糙结构是决定固体表面润湿性的两个关键因素。通常超疏水表面的制备途径有两种：一是在具有低表面能的疏水性材料上构建粗糙结构；二是在粗糙表面上用低表面能物质修饰[7]。近几年来，由石油工业、纺织业、食品工业及近海石油泄漏事故引起的全球环境问题频发，处理油污染是一项紧急而艰巨的任务。相对于传统的重力分离、浮选、离心和电化学等方法[7]，超疏水材料表现出极大的优势，分离效率明显提高。
本文简要论述了超疏水的理论基础，对超疏水材料在油水分离领域的研究应用进行了综述。并指出存在的问题及今后的发展趋势。
一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法[发明专利]
专利名称：一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方
法
专利类型：发明专利
发明人：姜澜,赵康,韩伟娜
申请号：CN202010906946.X
申请日：20200831
公开号：CN111992890A
公开日：
20201127专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种基于飞秒激光加工物相可调谐光学超表面的方法，通过利用飞秒激光直接
在被加工样品表面进行直写加工，在不破坏材料的情况下，通过对脉冲能量的精准控制，调控了被加
工样品的多种不同物相，使得其表面产生多种具有不同晶态程度的一致性、均匀性极好的光栅结构，
从而形成光学超表面；实现了超表面光栅加工的高效性，克服了FIB切割、电子束掩膜加工等加工方
式所具有的加工成本昂贵、加工效率低以及加工周期长等弊端，克服了传统烧蚀加工中，结构均匀
性、一致性差的问题。
申请人：北京理工大学重庆创新中心,北京理工大学
地址：401135 重庆市渝北区龙兴镇曙光路9号9幢
国籍：CN
代理机构：重庆智慧之源知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：高彬
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全光纤皮秒激光切割蓝宝石晶圆的实验研究
第４４
卷
第１
期中
国
激
光
Vol．４４,
No．１
２０１７
年１
月CHINESEJOURNALOFLASERS
Januar
y,
２０１７
全光纤皮秒激光切割蓝宝石晶圆的实验研究
胡小豹１,
郝
强１,
郭政儒１,
曾和平１,２
１
上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海２０００９３;
２
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海２０００６２
摘要
搭建了中心波长为１０６４nm
的光纤激光器装置.全保偏光纤结构的锁模脉冲种子源结合选频单元和全光
纤放大器,实现了重复频率连续可调、脉冲串中脉冲数可选、微焦量级单脉冲能量的皮秒激光输出.通过优化选取
激光器的输出参数,对厚度为１１０
μm
的蓝宝石晶圆进行了切片.观察多种激光参数下切片后的微观形貌,发现单
脉冲能量、脉冲串的脉冲数以及光束的光斑圆度会显著影响切割效果.在重复频率１００kHz、脉冲串内
７
脉冲、光
斑圆度大于９７％、平均功率
０．３７W、划切速度
６００mm/
s
时,芯片外观最佳,良品率高达９９．５８％.
关键词
激光制造;光纤激光器;超短脉冲;隐形切割;蓝宝石晶圆
中图分类号 O４３７
文献标识码 A
doi:１０．３７８８
/CJL２０１７４４．０１０２０１６
Dicin
gofSa
pphireWaferwithAllＧFiberPicosecondLaser
HuXiaobao
１ HaoQian
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ghai２０００９３ China
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ghai２０００６２ China
Abstract AnallＧfiberultrafastlasers
超高速激光熔覆Ni625
第52卷 第11期 表面技术 2023年11月 SURFACE TECHNOLOGY ·237·
收稿日期：2022-10-30；修订日期：2023-03-08 Received：2022-10-30；Revised：2023-03-08 基金项目：国家自然科学基金（51971121，U2106216）；山东省重大创新工程项目（2019JZZY010303，2019JZZY010360） Fund：The National Natural Science Foundation of China (51971121, U2106216); Major-special Science and Technology Projects in Shandong Province (2019JZZY010303, 2019JZZY010360) 引文格式：李宝程, 崔洪芝, 宋晓杰, 等. 超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能[J]. 表面技术, 2023, 52(11): 237-247. LI Bao-cheng, CUI Hong-zhi, SONG Xiao-jie, et al. Wear Resistance of Ultra-high Speed Laser Cladding Ni625/WC Composite Coatings[J]. Surface Technology, 2023, 52(11): 237-247. *通信作者（Corresponding author） 超高速激光熔覆Ni625/WC
复合涂层的耐磨性能
李宝程1，崔洪芝1,2*，宋晓杰1，殷泽亮1，朱于铭1
（1.山东科技大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 266590；
2.中国海洋大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 266100）
摘要：目的 提高高铁制动盘用24CrNiMo铸钢的耐磨性和高温性能。方法 在24CrNiMo铸钢表面，通过超
医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究
吴 勃等：医用３１６Ｉ 不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究
文章编号：１００１－９７３１（２０１３）２２—３２９１－０５
医用３ １ ６Ｌ不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究
吴 勃 ，－，周 明 ，李保家。，王云龙。，蔡 兰
（１．江苏大学机械工程学院，江苏镇江２１２０１３
２．江苏大学材料科学与工程学院，光子制：造科学技术中心江苏省重点实验室，江苏镇江２１２０１３；
３．清华大学磨擦学国家重点实验室，北京１０００８４）
摘 要： 利用飞秒激光在３１６Ｌ不锈钢表面诱导制备
血液相容性微结构，并从微结构的润湿性角度分析血
液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加，在
样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周
期性波纹（Ｉ ＩＰＳＳ），以及两种双尺度结构，即覆盖了
ＬＩＰＳＳ的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的
微结构样品表观接触角都超过１５Ｏ。，达到了超疏水性
能要求，并且随着所采用激光能量密度的增强而增大，
尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了１６３．８。 采
用了３种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进
行了评价，结果表明微结构表面的血液相容性显著优
于光滑表面，且随着表面的表观接触角的增大而改善。
关键词： 超快光学；飞秒激光；表面微结构；血液相容
性；医用不锈钢
中图分类号：ＴＮ２４９；Ｒ３１８．０８ 文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００１—９７３１．２０１３．２２．０１８
１ 引 言
在现代医学中，生物医用材料常被用作人体植入
装置，这些装置与血液接触，易产生凝血和血栓，进而
对人体器官产生严重伤害口］。常用的生物材料包括合
成高分子材料、天然高分子材料、金属及其合金材料、
无机材料和复合材料等。
凝血和血栓很大程度上取决于植入材料表面的物
理化学特性，所以很多研究着重于设计制备血液，：目容
性好的表面¨２ ］。材料表面的润湿性能对血液相容性