【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能性材料，具体而言，涉及一种纳米双内凹结构表面的制造方法、超疏油材料。
技术介绍
1、由于较低的表面张力，油滴很容易在固体表面铺展润湿，从而降低整个体系的界面自由能，因此，实现低表面张力液体的超排斥相对来说比较困难。为了实现低表面张力油的超排斥，目前有相关研究人员提出了双内凹结构，通过双内凹结构能够有效锁定固-液-气三相接触线，阻止气液界面沿着表面微结构向下滑移，从而将液体支撑在微结构空气层上面而实现对不同液体的有效排斥。
2、相对于微米尺度的双内凹表面，纳米双内凹结构表面制备工艺复杂且加工难度较大。现有技术中，能够通过纳米压印的方式制备纳米掩膜板，并结合微加工的刻蚀技术在微尺度的褶皱上制备纳米双内凹结构表面。但上述制备方法非常复杂，可控性较低，且制备成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是提供一种可大面积制备、制备成本较低且可控性高的纳米双内凹结构表面的制造方法。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、步骤s1、将粒径为0.5-2μm的聚苯乙烯微球、去离子水和无水乙醇配制成聚苯乙烯微球溶液；
4、步骤s2、采用所述聚苯乙烯微球溶液通过lb拉膜技术在半导体材料上形成聚苯乙烯微球阵列；其中所述半导体材料包括二氧化硅层和硅层，所述二氧化硅层的的厚度为100-300nm，所述聚丙乙烯微球阵列位于所述二氧化硅层背离所述硅层的一侧；
5、步骤s
6、步骤s4、根据所述聚苯乙烯微球掩膜板，对所述二氧化硅层进行刻蚀，在所述二氧化硅层上形成第一圆柱孔阵列，然后去除所述聚苯乙烯微球掩膜板；
7、步骤s5、根据二氧化硅层中的第一圆柱孔阵列，沿远离所述二氧化硅层的方向对所述硅层进行各向异性刻蚀，在所述硅层上形成第二圆柱孔阵列，再继续对所述硅层进行各向同性刻蚀，使所述二氧化硅层形成悬臂结构，得到第一刻蚀半导体材料；其中，所述第一圆柱孔阵列和所述第二圆柱孔阵列的位置相对应；
8、步骤s6、对所述第一刻蚀半导体材料进行热氧化，在所述硅层中具有所述第二圆柱孔阵列的一侧表面形成一层二氧化硅结构；
9、步骤s7、通过刻蚀去除所述第二圆柱孔阵列中圆柱孔底部的所述二氧化硅结构，然后继续对所述硅层进行各向同性刻蚀，形成纳米双内凹结构表面。
10、优选地，所述步骤s1中，所述聚苯乙烯微球、去离子水和无水乙醇的质量比为(0.6-1)：(3.0-3.5)：(3.5-4.5)。
11、优选地，所述步骤s3中，采用反应离子刻蚀机对所述聚苯乙烯微球阵列进行等离子体刻蚀，刻蚀工艺参数为：氧气流量为25-35sccm，四氟化碳流量为15-25sccm，设定压力为25-35w，正向功率80-120w，直流偏压为490-500v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力位6-10torr，刻蚀时间为1-3min。
12、优选地，所述步骤s4中，采用反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层进行刻蚀，刻蚀工艺参数为：氩气流量为35-40sccm，三氟甲烷的流量为10-15sccm，设定压力为25-35w，正向功率为180-220w，直流偏压为760-775v，刻蚀温度为18-22℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为4-5min。
13、优选地，所述步骤s5中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统沿远离所述二氧化硅层的方向对所述硅层进行各向异性刻蚀，刻蚀工艺参数为：溴化氢流量为18-22sccm，icp功率为450-550w，设定压力为2-6w，正向功率为50-65w，直流偏压为160-170v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为18-22s。
14、优选地，所述步骤s5中，采用反应离子刻蚀机继续对所述硅层进行各向同性刻蚀，刻蚀工艺条件为：六氟化硫流量为80-120sccm，正向功率为80-120w，设定压力为70-90w，直流偏压为100-120v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为5-9s。
15、优选地，所述步骤s6中，在1100℃条件下对所述第一刻蚀半导体材料进行热氧化，时间为1h。
16、优选地，所述步骤s7中，采用反应离子刻蚀机去除所述第二圆柱孔阵列中圆柱孔底部的所述二氧化硅层，刻蚀工艺参数为：氩气流量为35-40sccm，三氟甲烷流量为10-15sccm，设定压力为25-35w，正向功率为180-220w，直流偏压为760-775v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为160-170s。
17、优选地，所述步骤s7中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统继续对所述硅层进行各向同性刻蚀，刻蚀工艺参数为：六氟化硫流量为25-35sccm，氧气流量为8-12sccm，设定压力为6-10w，正向功率为25-35w，icp功率为450-550w，直流偏压为110-120v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为5-7torr，刻蚀时间为8-12s。
18、本专利技术通过将粒径为0.5-2μm的聚苯乙烯微球配制成了聚苯乙烯微球溶液，然后采用lb拉膜技术在半导体材料上形成了聚苯乙烯微球阵列，然后通过对聚苯乙烯微球阵列进行等离子刻蚀，使聚苯乙烯的尺寸变小，达到纳米级别，同时形成了纳米级别的聚苯乙烯微球掩膜板，根据聚苯乙烯微球掩模板在二氧化硅层上形成第一圆柱孔阵列，然后继续对位于二氧化硅层下方的硅层进行各向同性刻蚀和各向异性刻蚀，在硅层中形成了第二圆柱孔阵列，由于第一圆柱孔阵列和第二圆柱孔阵列的位置相对应，二氧化硅层中残留部分在硅层上形成了悬臂结构，再对整体进行热氧化，经过热氧化处理在硅层具有第二圆柱孔阵列的一侧表面形成了二氧化硅结构，去除第二圆柱孔底部的二氧化硅结构后，继续对硅层进行各向同性刻蚀，即可形成纳米双内凹结构表面。本专利技术提供的制造方法可大面积制备纳米双内凹结构表面、制备成本较低，合理利用了lb拉膜技术，且显著提高了过程的可控性，能够在材料表面形成可控的纳米双内凹结构表面，保证了疏油性能。
19、本专利技术还提供了一种超疏油材料，具有如上所述的纳米双内凹结构表面的制造方法制造的纳米双内凹结构表面。
20、本专利技术提供的超疏油材料对于现有技术的有益效果，与纳米双内凹结构表面的制造方法相同，在此不再赘述。
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1.一种纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述聚苯乙烯微球、去离子水和无水乙醇的质量比为(0.6-1)：(3.0-3.5)：(3.5-4.5)。
3.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用反应离子刻蚀机对所述聚苯乙烯微球阵列进行等离子体刻蚀，刻蚀工艺参数为：氧气流量为25-35sccm，四氟化碳流量为15-25sccm，设定压力为25-35W，正向功率80-120W，直流偏压为490-500V，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力位6-10Torr，刻蚀时间为1-3min。
4.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层(2)进行刻蚀，刻蚀工艺参数为：氩气流量为35-40sccm，三氟甲烷的流量为10-15sccm，设定压力为25-35W，正向功率为180-220W，直流偏压为760-775V，刻蚀温度为18-22℃，氦气压力为8-
5.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统沿远离所述二氧化硅层(2)的方向对所述硅层(1)进行各向异性刻蚀，刻蚀工艺参数为：溴化氢流量为18-22sccm，ICP功率为450-550W，设定压力为2-6W，正向功率为50-65W，直流偏压为160-170V，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12Torr，刻蚀时间为18-22s。
6.根据权利要求5所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，采用反应离子刻蚀机继续对所述硅层(3)进行各向同性刻蚀，刻蚀工艺条件为：六氟化硫流量为80-120sccm，正向功率为80-120W，设定压力为70-90W，直流偏压为100-120V，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12Torr，刻蚀时间为5-9s。
7.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S6中，在1100℃条件下对所述第一刻蚀半导体材料进行热氧化，时间为1h。
8.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S7中，采用反应离子刻蚀机去除所述第二圆柱孔阵列中圆柱孔底部的所述二氧化硅结构(4)，刻蚀工艺参数为：氩气流量为35-40sccm，三氟甲烷流量为10-15sccm，设定压力为25-35W，正向功率为180-220W，直流偏压为760-775V，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12Torr，刻蚀时间为160-170s。
9.根据权利要求8所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤S7中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统继续对所述硅层(3)进行各向同性刻蚀，刻蚀工艺参数为：六氟化硫流量为25-35sccm，氧气流量为8-12sccm，设定压力为6-10W，正向功率为25-35W，ICP功率为450-550W，直流偏压为110-120V，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为5-7Torr，刻蚀时间为8-12s。
10.一种超疏油材料，其特征在于，具有如权利要求1-9任一项所述的纳米双内凹结构表面的制造方法制造的纳米双内凹结构表面。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述聚苯乙烯微球、去离子水和无水乙醇的质量比为(0.6-1)：(3.0-3.5)：(3.5-4.5)。
3.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s3中，采用反应离子刻蚀机对所述聚苯乙烯微球阵列进行等离子体刻蚀，刻蚀工艺参数为：氧气流量为25-35sccm，四氟化碳流量为15-25sccm，设定压力为25-35w，正向功率80-120w，直流偏压为490-500v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力位6-10torr，刻蚀时间为1-3min。
4.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s4中，采用反应离子刻蚀机对所述二氧化硅层(2)进行刻蚀，刻蚀工艺参数为：氩气流量为35-40sccm，三氟甲烷的流量为10-15sccm，设定压力为25-35w，正向功率为180-220w，直流偏压为760-775v，刻蚀温度为18-22℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为4-5min。
5.根据权利要求1所述的纳米双内凹结构表面的制造方法，其特征在于，所述步骤s5中，采用电感耦合等离子体刻蚀系统沿远离所述二氧化硅层(2)的方向对所述硅层(1)进行各向异性刻蚀，刻蚀工艺参数为：溴化氢流量为18-22sccm，icp功率为450-550w，设定压力为2-6w，正向功率为50-65w，直流偏压为160-170v，刻蚀温度为15-25℃，氦气压力为8-12torr，刻蚀时间为18-22s。
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