基于飞秒激光微纳技术的多功能铝箔的制备及应用
飞秒激光作为一种无接触加工手段由于其极短脉冲长度、超高瞬时功率以及与物质相互作用时极小的热影响区等优势，目前已成为一种重要的微纳加工技术。本文使用飞秒激光微纳米加工这一新型加工手段，通过合理的设计加工参数，制备出具有独特表面微纳米结构的微多孔超薄铝箔，并将其成功应用到油水分离和粒子分离等功能中，具有非常高的实际应用前景。全文的主要内容主要包括以下几部分: (1)由于飞秒激光与物质之间的作用机理涉及多种学科，是一个非常复杂的过程，当前理论尚不能非常完备的预测其动态的加工过程，这里我们通过研究飞秒激光与铝箔相互作用机理，通过大量的试验，成功地在超薄铝箔表面制备出具有较好表面质量和一致性的微多孔阵列结构。 (2)通过系统地研究前面制备具有不同微孔尺寸和间隔对微多孔超薄铝箔在空气中水和水中油的润湿性地影响，成功的制备出具有空气中超亲水和水中超疏油的微多孔超薄铝箔，并利用这种铝箔对水和油具有不同的润湿性的性质，将其应用到油和水混合物的分离中。同时针对竖直油水分离时只能分离少量的混合物的缺陷，我们设计出两种不同的分离装置，可以实现大流量的油与水混合物的连续的分离和收集。 (3)由于制备微多孔铝箔的孔径和间隔是可控的，通过调整飞秒激光加工参数，我们制备出具有特定微孔尺寸的铝箔。由于微流控芯片其微型、高集成性、反应快速、样品消耗少等优点，我们设计并制备了两种不同的微流体芯片，并将该铝箔集成到微流体芯片中实现基于尺寸的粒子分离功能，具有非常高的分离效率。
飞秒激光;微纳米加工;超薄铝箔;表面润湿性;油水分离;粒子分离
合肥工业大学
硕士
机械电子工程
曾亿山
2017
中文
TG665
77
2017-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）