激光超疏水微纳结构

接触角163.7°

通过热力学模型优化的微纳结构，在单晶硅上实现接触角163.7°、滚动角2.62°的超疏水表面，且模型预测误差仅±1.02%。

Liu, Xuefei · 黄传真 · Hanlian, Liu · 刘顿 · 姚鹏 · 邹斌 · 朱红涛 · Wang, Zhen · 徐龙华 · Huang, Shuiquan

Applied Surface Science 2026

具体参数

接触角

{'zh': '163.7', 'en': '163.7'} °

滚动角

{'zh': '2.62', 'en': '2.62'} °

模型相对预测误差

{'zh': '1.02', 'en': '1.02'} %

V形槽深宽比（最优值）

{'zh': '0.836', 'en': '0.836'}

V形槽宽度（最优值）

{'zh': '40', 'en': '40'} μm

技术优势

模型预测准

通过耦合指数和正弦函数的LIPSS截面模型，相对预测误差低于1.02%，大幅减少试错成本。

结构参数有最优解

确定V形槽深宽比是接触角增强的决定性因素，优化得到深宽比0.836、宽度40 μm的最优参数，实现超疏水性能。

性能达超疏水标准

接触角超过150°且滚动角小于10°，表面呈现复合Cassie-Baxter状态，液滴易滚离带走污染物。

应用场景

• 精密仪器与测量：提供可精确控制润湿性的表面，用于精密仪器防污和液滴操控。
• 微流控芯片：构建超疏水微通道，降低流阻并实现无阀液滴控制。
• 柔性器件：在柔性基底上制备超疏水防护层，防止液体侵蚀器件。
• 电子皮肤：赋予电子皮肤疏水自清洁功能，避免汗液或水滴干扰传感。