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多孔硅多尺度微纳结构表面的制备和超疏水性能的研究

王富国  余元烈  张俊彦  
【摘要】:多孔硅是一种通过电化学或化学刻蚀法获得的多孔功能材料。光致发光性能(L.T. Canham,1990)的发现和生物相容性(L.T.Canham,1995)的证实,使得对它的研究在1990 年后一直备受关注。但是,多孔硅在干燥的过程中存在裂化现象,这使得它在这些方面的应用受到了一定影响。通过对电化学刻蚀后多孔硅在低表面张力溶剂中的裂化行为的研究,制备出了类似荷叶表面的多尺度微纳结构表面。在这种表面上既有微米级分布均匀的突起结构, 又有纳米级的多孔结构。毛细管表面张力在不同尺度孔径中的差异和倒金字塔腐蚀界面的形成,是导致这种多尺度微纳结构表面形成的根本原因。而这种形貌的形成和氢氟酸溶液浓度、扩散控制有很大关系。这对于多孔硅在生物、光致发光等方面的应用具有重要意义。同时, 这种形貌的多孔硅表面通过化学修饰具有很好的超疏水性能。因此,这种利用电化学腐蚀和毛细管表面张力诱导裂化来制备多尺度微纳结构表面的方法,对于超疏水表面的制备也有一定的意义。

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