МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СМАЧИВАЕМОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА, ТЕКСТУРИРОВАННОЙ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ

Аннотация

В работе исследованы морфологические особенности текстур с неоднородной смачиваемостью, создаваемых с применением фемтосекундной лазерной абляции подложек из политетрафторэтилена. Покрывая поверхность политетрафторэтилена микрократерами в соответствии с заданным дизайном, можно добиться создания текстуры в виде периодически расположенных микростолбов. Период расположения столбиков одинаков по всей поверхности и выбирается в диапазоне от 15 до 100 мкм. В случае, когда период лежит в пределах 30–100 мкм, диаметр столбиков составляет ~20 мкм. Если же в пределах 15–20 мкм, то этот диаметр соответственно уменьшается до ~10 мкм. В зависимости от энергии импульса можно плавно изменять высоту столбов от 0 до 60 мкм, однако для создания супергидрофобного концентратора были использованы текстуры с наибольшей глубиной, чтобы высота столбиков не ограничивала устойчивость супергидрофобного состояния по механизму провисания. Установлено, что на поверхности каждого столбика в процессе лазерной абляции дополнительно формируется рельеф с двухмодальной шероховатостью в виде коротких каплевидных выступов материала, покрытых сферообразными глобулами. Таким образом, за один этап лазерной микрообработки удаётся создать поверхность с трёхмодальной шероховатостью – микростолбы, каплевидные выступы и сферические глобулы. Процесс испарения капель представлен двумя основными режимами постоянного контактного угла и постоянного контактного диаметра, когда последний перестаёт уменьшаться и остаётся постоянным вплоть до полного испарения капли. В результате на подложке формируется осадок растворенного в капле вещества. Установлено, что в промежутке 0 < τ < 0,9 испарение происходит в режиме постоянного контактного угла.