【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳制造多功能表面领域，尤其涉及一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法及其应用。
技术介绍
1、生物在亿万年的进化和自然选择中，已经进化出独特的生理功能和表面结构特征以适应外界复杂环境的变化。师法自然，以生物独特的材料特性和结构特征为仿生原型，可为解决工程中实际存在的技术难题提供理论参考和创新依据。如以荷叶表面微纳乳突结构为原型的超疏水表面、以鲨鱼表皮盾鳞结构特征为原型的仿生减阻非光滑表面等都为仿生功能表面的制备提供了可行参考依据。
2、以自然生物独特的结构特征和材料特性为出发点，制备具有功能化的仿生表面已成为当前智能蒙皮或功能涂层的研究热点之一。如何通过制备工艺或精密制造方法实现仿生结构/材料的可控制备，是实现仿生功能表面在工程领域的成功应用的关键影响因素之一。随着制造工艺不断发展和技术的不断成熟，已经能够使用多材料和多工艺成功制备出具有功能化的仿生微纳结构表面，如光刻、精密机加工、3d精密打印、激光加工和纳米印压等。上述制备工艺或方法在微纳结构制备过程中各有优劣，但在复杂微纳曲面制备过程中却存在不可忽视的局限性。
3、光刻工艺在制备复杂微纳结构方面具有显著优势，其高精度和优异的成型质量使其能够制备多级复杂微纳结构。然而，光刻技术在制备曲面结构时面临较大挑战，主要受限于光路路径的限制，导致可行性较低。此外，光刻工艺成本高、周期长，且难以制备复杂曲面结构。精密机加工虽然能够处理微纳结构，但由于加工精度和走刀轨迹的限制，加工曲面结构时表面容易出现阶梯状粗糙度，难以满足高精度要
4、因此，提供一种工艺简单、成本低廉且能够快速制备复杂曲面结构的制备方法，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法及其应用，本专利技术提供的方法工艺流程简单，成本低廉，且制备得到复杂曲面结构且单个曲面结构的粗糙度极低。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法，包括以下步骤：
4、(1)在模板上制备微米级阵列通孔，得到用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板；
5、(2)在所述步骤(1)得到的用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的上表面浇注液态树脂，当液态树脂在用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的下表面聚集成液滴时进行紫外光固化，得到具有曲面结构的表面。
6、优选地，所述步骤(1)中的模板为不透明模板，模板的厚度为0.5～2mm。
7、优选地，所述步骤(1)中的模板为金属模板。
8、优选地，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为规则形状。
9、优选地，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为圆形、三角形、矩形、五边形、五角形或六边形。
10、优选地，所述步骤(2)中的液态树脂为光敏液态树脂。
11、优选地，所述步骤(2)中液态树脂在用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的下表面聚集成液滴的时间为0.5～6s。
12、优选地，所述步骤(2)中紫外光固化的功率为100～300w，紫外光固化的时间为10～25s。
13、优选地，所述步骤(2)中紫外光固化的方式为使用紫外固化灯进行紫外光固化；所述紫外固化灯放置在所述用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板下方5～20cm处。
14、本专利技术提供了上述技术方案所述方法得到的具有曲面结构的表面在智能蒙皮和减少固-液界面摩擦阻力涂层中的应用。
15、本专利技术提供了一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法，包括以下步骤：(1)在模板上制备微米级阵列通孔，得到用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板；(2)在所述步骤(1)得到的用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的上表面浇注液态树脂，当液态树脂在用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的下表面聚集成液滴时进行紫外光固化，得到具有曲面结构的表面。本专利技术以自然界冰锥的形成过程和形成特征为仿生原型，通过先在模板上制备微米级阵列通孔，这样一来，当液态树脂在重力和表面张力等协同作用下在通孔内进行流动，当在模板用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的下表面聚集成液滴状态时进行紫外光固化，得到具有复杂曲面结构的表面。本专利技术通过在重力和表面张力的协同作用下直接诱导流体(液态树脂)界面进行自驱动成型，并使用紫外灯进行复杂曲面结构的固化成型，实现复杂曲面结构的可控制备；本专利技术制备得到的曲面结构更加光滑，表面粗糙度更小，同时具有一致的阵列结构。实施例的结果显示，本专利技术制备的曲面结构的表面粗糙度小于2μm。
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1.一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的模板为不透明模板，模板的厚度为0.5～2mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的模板为金属模板。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为规则形状。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为圆形、三角形、矩形、五边形、五角形或六边形。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的液态树脂为光敏液态树脂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中液态树脂在用于诱导光固化树脂自驱动流动的模板的下表面聚集成液滴的时间为0.5～6s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中紫外光固化的功率为100～300W，紫外光固化的时间为10～25s。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中
10.权利要求1～9任意一项所述方法得到的具有曲面结构的表面在智能蒙皮和减少固-液界面摩擦阻力涂层中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种利用微纳结构诱导流体界面自驱动成型制备曲面结构的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的模板为不透明模板，模板的厚度为0.5～2mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的模板为金属模板。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为规则形状。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微米级阵列通孔为圆形、三角形、矩形、五边形、五角形或六边形。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的液态树脂为光敏液态树...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈登科，上官正，张开腾，张海峰，张博文，陈华伟，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：
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