激光-电化学沉积制备超疏水铜表面及其Cassie状态稳定性研究

目前已有大量研究关注超疏水表面的制备方法,但金属表面微纳米复合结构对Cassie状态稳定性影响的研究还相对较少。采用激光-电化学沉积连续加工方法,在铜表面制备出具有丰富纳米镍棱锥的微纳米复合结构。改变激光扫描间隙,铜样品得到不同尺寸的微米结构,在常温(25℃)和低温(5℃)下表现出不同的润湿性。激光扫描间隙相当于激光光斑直径时,超疏水表面在常温和低温下的接触角均达到最大值,分别为161°和151°,滚动角均达到最小值,分别为1°和5°。此时,液滴冲击试验下的Cassie状态最稳定,样品表面有3、4次完整的回弹过程。冷凝试验表明,稳定的Cassie状态与表面微纳米复合结构有关。丰富的纳米结构能使冷凝微液滴从表面跳开,且激光扫描间隙相当于光斑直径时,均匀、紧密分布的微米结构小于液滴跳跃的临界尺寸,具有更稳定的Cassie状态。本研究提供一种高效制备微纳米复合结构的超疏水铜表面的方法,并讨论其表面Cassie状态的稳定性。