一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面及制备方法技术

一种具有超疏‑超亲水结构的自驱动集水表面及制备方法，属于水收集与超疏水表面技术领域。所述集水表面是在超疏水表面上分布有超亲水区域，超亲水区域为树叶叶脉状通道网络结构，该结构由不同级次的通道彼此联结而成。本发明专利技术采用了叶脉收集养分的原理设计出了叶脉状超亲水通道网络，可实现自驱动高集中度高效集水；所采用的工艺具有工艺简单，加工高效可控、微米结构参数精密可调，可进行大面积制备超亲水超疏水复杂图案等优势。本发明专利技术的集水方案不仅可以使集水设备真正大型化，在现有的基础上大大提高了集水效率，还可以应用到蒸馏、提盐、换热等多个领域，尤其是在需要精确控制冷凝水的水量和流动方向时，更是可以发挥出意想不到的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面及制备方法
本专利技术涉及一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面及其制备方法，尤其涉及一种基于叶脉网状骨架结构和超疏水-超亲水功能的自驱动集水表面及其脉冲激光制备方法，属于水收集与超疏水表面

技术介绍
水是人类赖以生存的重要资源，地球上的水资源总量虽然很大，但可供人类利用的淡水资源却很少。水资源的不均匀分布使得有些地方对淡水资源的获取变得十分困难。在一些干旱的山区、沙漠地区，降雨量十分微少，地表水资源匮乏，人们往往缺乏有效途径来获取淡水资源。而在一些海岛和沿海地区，地表虽然水资源丰富，但是由于地表水多为咸水，并不能为人们直接利用。尽管上述地区降雨量稀少，但是空气中却存在着大量的水资源。例如，沙漠地区夜晚的湿度要大得多，而海岛和沿海地区则白天和夜晚的湿度都很大，如果可以从空气中获取水分将可以大大缓解这些地区的水资源匮乏问题。如果能设计一种高效集水方案，将可能对缓解全球水资源危机产生重大意义。对于沙漠中生存的生物，水是最珍惜的资源，谁能得到水，谁就能适应沙漠的生存法则。甲壳虫和仙人掌等生物在严酷的生存竞争中进化出了优异的集水本领，甲壳虫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超疏‑超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：所述集水表面是在超疏水表面上分布有超亲水区域，超亲水区域为树叶叶脉状通道网络结构，该树叶叶脉状通道网络结构由不同级次的通道彼此联结而成；第一级通道位于树叶的中央位置，下一级通道分别从其上一级通道的两侧延展而出；不同级次的通道宽度不同，级次越高宽度越小。

【技术特征摘要】
1.一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：所述集水表面是在超疏水表面上分布有超亲水区域，超亲水区域为树叶叶脉状通道网络结构，该树叶叶脉状通道网络结构由不同级次的通道彼此联结而成；第一级通道位于树叶的中央位置，下一级通道分别从其上一级通道的两侧延展而出；不同级次的通道宽度不同，级次越高宽度越小。2.如权利要求1所述的一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：所述不同级次的通道分为两种，一种为负责定向运输所收集水分的主通道，另一种为负责收集水分并将所收集水分传递到主通道的次通道。3.如权利要求2所述的一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：所述主通道为不对称楔形结构，锥度为2-30°，长度为0.5-20cm。4.如权利要求2所述的一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：次级通道为等宽通道，分布在主通道的周围，彼此交织成密集网络，次级通道宽度为30-300微米，次级通道之间的间距为0.05mm-10mm。5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面，其特征在于：不同级次的通道的总级数为二级至五级。6.如权利要求1所述的一种具有超疏-超亲水结构的自驱动集水表面的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)利用脉冲激光在材料表面烧蚀出周期分布的峰-坑微米结构，微米峰和微米凹坑交替密集分布，峰-坑微米结构上分布有纳米颗粒或纳米绒毛结构；2)对上述脉冲激光处理过的表面进行低表面能物质修饰，修饰后得到超疏水表面；3)利用计算机画图软件绘制出树叶叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟敏霖，张红军，刘伟建，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11