[发明专利]一种透明超疏水纳米阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

第一步，晶种层制备：采用旋涂或喷涂法将ZnO晶种溶胶涂覆在基片表面，氮气保护条件下热处理，即在基片表面获得纳米氧化锌晶种层；所述的ZnO晶种溶胶浓度为0.1～0.25M；

第二步，纳米阵列生长：将基片边角用棉线拴住，竖直悬挂浸没于纳米阵列生长溶液中，35～90℃恒温水浴条件下，反应充分后取出，洗净吹干，在晶种层表面获得氧化锌透明纳米阵列，所述的生长溶液为KOH和Zn(NO₃)₂配制的浓度0.01～0.5M的Zn(OH)₄^2-水溶液，并控制溶液的pH值在10～12之间；

第三步，超疏水化：将基片浸入稀氟硅烷乙醇溶液中改性，洗净吹干后，固化获得在基片表面获得透明超疏水纳米阵列。

2.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，所述的基片经过前处理得到的洁净基片，所述的前处理为：将基片依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗后，再依次用稀盐酸、去离子水和无水乙醇冲洗，冷风吹干得到。

3.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，所述基片包括铜、镍、不锈钢、硅片、玻璃中的任意一种。

4.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，所述的ZnO晶种溶胶是通过以下方法制备：首先将反应前驱体二水合醋酸锌、稳定剂乙醇胺、表面活性剂聚乙二醇、去离子水分别加入至溶剂乙二醇甲醚中，先搅拌混合均匀，再在水浴反应充分，静置陈化得到。

5.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，第一步中旋涂法具体步骤为：采用匀胶机，将ZnO晶种溶胶滴至基片表面，先以900r/m速度匀胶15s，再以3000r/m速度匀胶20s。

6.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，第一步中喷涂法具体步骤为：将ZnO晶种溶胶涂覆在放置于50～80℃热台1～20min的基片表面，喷涂时晶种溶胶用量为50～100mL/m²。

7.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，第一步热处理温度为300～600℃。

8.如权利要求1所述的透明超疏水纳米阵列制备方法，其特征在于，所述的ZnO晶种溶胶涂覆在基片表面为单面或是双面涂覆。

9.权利要求1～8任一所述的透明超疏水纳米阵列制备方法获得的纳米阵列，其特征在于，纳米结构为锥状，纳米阵列直径为60～100nm，边到边间距20～60nm，高度500～1000nm，接触角为155°～160°，滚动角为1°～4°；稳态冷凝结露条件下，所述的透明超疏水纳米阵列表面，液滴呈球状，5～20μm液滴合并时，多余的表面自由能，促使合并后的液滴弹跳，出现自驱弹跳特性，弹跳速度为0.5～2m/s，高度50～500μm，表面的平均露滴直径为20～40μm，在表面的覆盖率为10～20％，液滴密度为4×10⁸个/m²。