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时间:2020-05-24
《皮秒激光加工制备钛酸锶单晶超亲水表面.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、光电字·激兴第25卷第9期2014年9月JournalofOptoelectronics·LaserVol·25No·9September2014皮秒激光加工制备钛酸锶单晶超亲水表面丁杰,赵艳,蒋毅坚(北京工业大学激光工程研究院,北京1O0124)摘要:报道了一种通过皮秒激光加工快速制备钛酸锶(SrTiO3)单晶超亲水表面的方法。室温下,采用皮秒激光加工系统,在SrTiO3单晶表面刻蚀出整齐的周期性线排列沟槽结构,使SrTiO3单晶表面浸润性向亲水方向转变。研究了不同划线间隔对表面接触角大小的影响。结果表明:接触角的大小随划线间隔的变化而变化,间隔越大,接
2、触角越大;当沟槽间隔小于150/am时,得到超亲水表面。其机理是:根据Wenzel模型,增大表面粗糙度可以使表面浸润性向亲水方向转变;并且沟槽结构产生了虹吸现象,也增强了亲水性。关键词:钛酸锶(SrTiO3)单晶;皮秒激光加工;超亲水中图分类号:0484文献标识码:A文章编号:1005—0086(2014)09—1736—06Fabricationofsuper-hydrophilicsurfaceofstrontiumtitanatesin。-’’’●‘’’●glecrystalbyusingpicosecondlaserprocessingDINGJi
3、e,ZHAOYan,JIANGYi-jian(InstituteofLaserEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:Thispaperreportsaquickpreparingsuper-hydrophilicstrontiumtitanatesurfacemethodbypi—cosecondlaserprocessing.Atroomtemperature,bypicosecondlaserprocessingsystems,thesinglecr
4、ys—talofstrontiumtitanatesurfacewasetchedtobethesurfacewithneatlyarrangedperiodictrenchstruc—ture,andasaresult,theinvasiveofthesurfaceturnstobemorehydrophilic.Theeffectofgroovespacingonthesizeofthesurfacecontactangleisstudied.Resultsshowthatthesizeofthecontactanglechangeswithgroov
5、espacing,namely,thegroovespacingisgreater,thecontactangleislarger.Ⅵenthegroovespacingislessthan150m,thesurfacebecomessuperhydrophilicsurfaces.Itsmechanismisthatac—cordingtotheWenzelmodel,increasingthesurfaceroughnesscanmaketheinvasiveofthesurfacebemorehydrophilic.Thegroovestructur
6、eproducedsiphonphenomenonalsoenhancesthehydrophilicity.Keywords:strontiumtitanate(SrTi03)crysta1;picosecondlaserprocessing;superhydrophilic种_2]:1)通过改造材料表面化学键和几何的微1引言结构,得到的质感表面或微结构表面可以材料具有超亲水性能;2)利用光催化物质,使其受紫外钛酸锶(SrTiO。)作为一种功能材料,具有禁光或可见光的辐射影响后具有超亲水的性能。带宽度大(3.2eV)、光催化活性优良等特点,并SrTiO。
7、晶体表面接触角的研究也不例外。2000具有独特的电磁性质和氧化还原催化活性。这年,Miyauchi等]利用紫外激光辐照SrTiO。,使个特性与TiO及其相似,而TiO。是目前研究最SrTiO。的接触角减小,达到在20。左右;2007年,热的超亲水材料l_1]。因此,SrTiO。的亲水性,也Miyauchil_4又通过化学方法,在SrTiO。表面制作受到了关注。了结晶SrTiO。纳米棒薄膜结构,使SrTiO。表面目前,形成超亲水表面的方法主要有两的接触角减小到5。以下,达到了超亲水。通过在*E-mail:yjjiang@bjut.edu.cn收稿日期:201
8、4—05—25基金项目:国家自然科学基金(510050O5)、北京
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