[发明专利]具有疏水性纳米织构化表面的制品

说明书

具有疏水性纳米织构化表面的制品，所述纳米织构化表面包含柱体阵列(71)，其通过柱体的表面分数(φ_s)、柱体间距(P)和柱体纵横比(H/2R)定义，其中：表面分数(φ_s)等于或大于2％和等于或小于80％；间距(P)等于或小于250；纵横比(H/2R)等于或小于2.4，其中H是柱体高度和R是柱体半径；间距(P)、高度(H)、半径(R)以纳米(nm)表示；所述纳米织构化表面至少部分包含疏水材料。

本发明一般涉及具有疏水性纳米织构化表面的制品领域。其更具体涉及其中纳米织构化表面包含柱体阵列的制品。其还涉及设计具有超疏水性纳米织构化表面的制品的方法。如果静态水接触角大于150°，则表面超疏水。当轻微倾斜该表面时，水滴容易在该表面上滑动。

在许多用途，尤其是光学器件(但不限于此)中，希望制造具有疏水表面的制品以避免水滴粘在制品表面上并例如利于其清洁。根据一个实例并且在透镜，尤其是眼镜的情况下，通常作为最终步骤将疏水涂层沉积到镜片上，以减轻水滴，例如雨滴在镜片表面上的粘着，并且也使镜片对灰尘较不敏感。

传统上，这样的疏水涂层，尤其在眼镜镜片的防污涂层的情况下，包含氟化化合物，如氟硅烷和氟硅氮烷。

通常，当与水的接触角＞90°时，表面被视为疏水。通常，传统疏水表面具有90°至120°的与水的接触角。

已知可以通过在其上制造粗糙度，例如通过制造纳米织构化表面而使表面疏水或甚至超疏水。表面粗糙度具有将空气截留在该结构内的作用，水滴随后落在由固体和空气构成的复合表面上。这一效应，常被称作“fakir”效应，能够获得高的水静态接触角。

但是具有疏水性纳米织构化表面的制品通常具有不良机械性质。

本发明旨在解决的一个问题是提供具有拥有疏水性质以及良好机械性质的纳米织构化表面的制品。

为此，本发明的一个目标是具有疏水性纳米织构化表面的制品，所述纳米织构化表面包含柱体阵列，其通过柱体的表面分数(φ_s)、柱体间距(P)和柱体纵横比(H/2R)定义，其中：

·表面分数(φ_s)等于或大于2％和等于或小于80％；

·间距(P)等于或小于250；

·纵横比(H/2R)等于或小于2.4，其中H是柱体高度且R是柱体半径；

·柱体的间距(P)、高度(H)、半径(R)以纳米(nm)表示；

·所述纳米织构化表面至少部分包含疏水材料。

由于本发明，获得具有同时拥有疏水性质和良好机械性质的纳米织构化表面的制品。本发明人已经例如证实实现良好的擦拭性质。

该纳米织构化表面可能表现出的其它性质是良好的抗雨性能(意味着当纳米织构化表面暴露在真实降雨状况下时，在该表面上观察到极少量的残留水滴)；

-等于或高于下列角度的WSCA(水静态接触角)：130°、135°、140°；

-具有高于或等于150°的水静态接触角的超疏水性质；

-具有高达100°的静态接触角的对油(尤其是亚油酸)的疏油性；

-自洁性质，尤其是利用水滴反弹效应；

-透明性；

-减反射作用；

根据一个实施方案，间距(P)在纳米织构化表面上恒定。

根据另一实施方案，间距在纳米织构化表面上变动。柱体的间距(P)随之被理解为是如进一步定义的柱体的平均间距。

根据一个实施方案，半径(R)在纳米织构化表面上恒定。