关键词：阵列凹坑结构；水滴黏附力；拉伸；微米结构；纳米结构
摘 要：以新鲜玫瑰花花瓣正面为模板,采用模板印刷法制备具有微米级阵列凹坑和纳米级沟壑结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜,通过对该薄膜逐级拉伸改变其微观结构的分布；采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了不同拉伸程度下薄膜表面微观结构的变化,采用高敏感性微电力学天平测试了样品表面微观结构变化过程中水滴的黏附力,分析了其微观结构分布与水滴黏附性质的关系；采用接触角测量仪表征不同拉伸条件下薄膜的浸润性.结果表明,随着PDMS薄膜被逐次拉伸,单位面积内的凹坑结构数目减少,且凹坑逐渐分离,凹坑的深度逐渐降低,水滴更容易浸入到凹坑结构中,因此水滴与薄膜的黏附力急剧增大；随着薄膜进一步拉伸,纳米级沟壑结构会随着凹坑的拉伸而不断伸展,纳米级沟壑结构的面积增加,纳米沟壑结构诱捕的空气量逐渐上升,导致水滴与薄膜表面的接触面积降低,使得水滴与薄膜的黏附力下降；继续拉伸PDMS薄膜,纳米级沟壑结构进一步伸展,水滴逐渐浸入纳米级沟壑结构中,水滴与薄膜的黏附力缓慢增大,当水滴完全进入到纳米级沟壑中时,水滴与薄膜的黏附力达到极大值,此时继续拉伸PDMS薄膜,纳米级沟壑结构随着拉伸程度的增加继续伸展,水滴与薄膜的接触面积稍有减少,黏附力将有所下降,直至薄膜被完全破坏.由此可见,微米级凹坑结构和纳米级褶皱结构的分布是影响PDMS薄膜对水滴黏附性质的主要因素.