最近,期刊《Applied Surface Science》发表了题为“Femtosecond Laser Processing for Multi-functional Hierarchical Micro/Nano Structures on Curved Surfaces”的论文。博士生龙归为论文第一作者,肖峻峰副教授为论文通讯作者。
自然界中壁虎爬墙、荷叶疏水、蛾眼陷光等特异现象吸引了广泛关注,造成这些特异现象的功能微结构表面逐渐发展成为前沿交叉学科热门研究方向。目前,单一功能的微结构表面已无法满足不断发展的生产需求。因此,迫切需要探索多功能表面微结构的制备方法,同时,将功能表面激光加工技术由平面扩展到曲面具有重要的科学意义和应用价值。本研究搭建了三维飞秒激光加工平台,用于在曲面构件上制备具有抗反射和超疏水功能的微/纳复合结构,阐明了三维飞秒激光加工机理以及微纳结构表面抗反射/超疏水作用机制。实验结果表明,飞秒激光烧蚀后在金属表面产生了层级结构,包括微米级陷光结构、亚波长结构和纳米颗粒。微纳复合结构表面在400 - 2500 nm波段上的平均漫反射率和镜面反射率分别为 6.90% 和 0.31%,明显低于在原始光滑表面上观察到的 83.44% 和 64.66%。此外,原始表面和已加工表面测得的平均接触角分别为 78.9° 和 164.2°,平均滚动角为4.8°。磨损实验表明,微纳复合结构的抗反射和超疏水性能在磨损测试后的变化较小,显示出优异的机械耐久性。本研究为在精密仪器中使用的曲面构件上制备抗反射/超疏水表面提供了一种新的方法。

曲面构件多功能微纳层级结构飞秒激光加工
本研究得到了国家自然科学基金(52225506, 51905194, 52188102)、中央高校基础科研基金(2020kfyXJJS085)和华中科技大学学术前沿青年团队(2019QYTD12)的资助。
论文信息:Gui Long, Junyu Duan, Sitao Zhou, Changli Wang, Jinyang Ke, Jianguo Zhang, Jianfeng Xu, Junfeng Xiao, Femtosecond laser processing for multi-functional hierarchical micro/nano structures on curved surfaces, Applied Surface Science, Volume 684, 2025, 161850.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.161850