[发明专利]一种光栅结构的稳定超疏水表面设计方法

权利要求书

1.一种光栅结构稳定超疏水表面设计方法，其特征在于：首先推导出光栅结构表 面的结构参数与表面的超疏水性能要求之间的关系，根据该关系确定表面的结构参数，确定 表面的结构参数的计算公式为：f=bl(a+b)l=ba+b<cosθ*+1cosθ+1,]]>其中f为突起比率，a 为槽宽，b为突起宽度，l为光栅结构长度，θ^*为要求的超疏水接触角，θ为要求的本征接触 角；再通过液体的工作条件计算出表面凹槽内部的液面与凹槽壁形成的接触角，凹槽内部液 面与凹槽壁之间的接触角α的计算公式为：其中P₀为大气压强，P_l是液体内部压强，γ_lg为液体的表面张力，同时计算液面最低点到突起顶端的距离；凹槽内 部的液面最低点到突起顶端的距离h的计算公式为：h=γlgPl-P0-(γlgPl-P0)2-(a2)2;]]>通 过计算的接触角和距离判断液体在表面上所处的状态，若处于Wenzel状态则调整参数实现 稳定超疏水性能，若α＞θ_A，则调整参数a和b，并调整a使α＜θ_A，同时调整b以保持比值 a/b；若h＞h₀，则调整凹槽深度h₀或参数a和b以保证h＜h₀，使得a＜θ_A和h＜h₀后液体能在 超疏水表面上处于稳定的Cassie超疏水状态，其中θ_A为前进接触角，h₀为凹槽深度。