具有跨尺度仿生微纳米分支结构阵列及其制备方法

摘要

本发明涉及微纳米材料和机器人领域，特别涉及仿生粘附材料及其制备方法，也涉及电化学阳极氧化技术。所述跨尺度仿生微纳米分支结构阵列由基底和微纳米的多级分支结构阵列组成，微纳米的多级分支结构至少包括有一级微米圆柱体结构阵列和分支的微纳米圆柱体结构阵列。其制备方法是先用氩离子束刻蚀得到具有一级微米孔洞阵列的铝模板；然后以电化学阳极氧化法在该模板阵列上定点定向制备微纳米分支结构阵列；再采用聚合物复型法在该模板中塑膜、固化，最后去除模板成型，得到所需微纳米结构阵列，成为仿生干性粘附材料。本发明利用电场特性，有效解决了从微米到纳米的跨尺度分支结构阵列可控问题，对于仿生粘附材料的发展及相关干性仿生机器人的发展有着重要意义。

主权项

制备跨尺度仿生微纳米分支结构阵列的方法，包括首先在清理后的金属铝片表面通过紫外光刻获得光刻胶掩膜图案，再进行氩离子束刻蚀得到具有所需的一级微米孔洞阵列的铝模板；其特征在于，在得到具有所需的一级微米孔洞阵列的铝模板后，以电化学阳极氧化法在一级微米孔洞阵列上定点定向制备具有所需微纳米分支结构阵列的氧化铝模板；然后，采用聚合物复型法在该模板中塑膜、固化，最后去除模板成型，得到所需微纳米分支结构阵列；所述定点定向制备，是指在进行电化学阳极氧化时，以具有孔洞阵列的铝模板作为阳极电极，另取铅板作为阴极电极，将阴阳两电极平行放置或成0‑30°倾斜放置，使孔洞阵列的孔洞轴线方向与电场方向平行或成0‑30°倾斜；通过调节阳极氧化过程中的电压、氧化时间和使用不同的电解液来控制所需孔径及深度，氧化过程结束得到所需的微纳米分支孔洞结构阵列的氧化铝模板。