从激光诱导的石墨烯制造超表面及其光热驱动的特性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 传统的激光诱导石墨烯 (LIG) 制备面临着诸如基板变形和工艺不均等挑战,原因是激光参数的灵敏度.
• 现有的方法难以实现一致的LIG质量和表面完整性.

研究的目的:

• 开发一种强大且可扩展的方法,用于制造高质量的超性激光诱导石墨烯 (SH-LIG) 表面.
• 设计SH-LIG以提高光热转换效率和疏水性质.
• 为了证明SH-LIG在高效的光热驱动微型执行器中的应用.

主要方法:

• 开发了一种新的制造技术,通过将聚胺 (PI) 薄膜固定在铜板上,用于统一的激光处理.
• 利用真空辅助的沉浸在牛油酸中,以达到超性质.
• 使用拉曼光谱,X射线光电子光谱 (XPS) 和扫描电子显微镜 (SEM) 描述了SH-LIG.

主要成果:

• 在更广泛的微秒激光参数 (10.5-19.5W) 中,通过单次传递实现了统一的LIG制造.
• 获得的超水表面的水接触角度>150°,滚动角度为6°,稳定到90°C.
• 优化的LIG (在19.5W) 呈现出改进的C sp2网络和孔隙结构,从而显著提高光热转换效率 (在空气中达到252°C).
• 展示了一艘SH-LIG微型船,其推进速度高达45.6mm/s,与传统LIG船相比增加了132%.

结论:

• 拟议的方法为制备具有优异超和光热性能的高质量LIG提供了一种卓越的方法.
• 对于先进的应用,SH-LIG显示出很大的前景,特别是在光热驱动微型执行器领域.
• 结构,表面工程和光热性能的协同优化是开发下一代微型设备的关键.