医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究

利用飞秒激光在316L不锈钢表面诱导制备血液相容性微结构,并从微结构的润湿性角度分析血液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加,在样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周期性波纹(LIPSS),以及两种双尺度结构,即覆盖了LIPSS的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的微结构样品表观接触角都超过150°,达到了超疏水性能要求,并且随着所采用激光能量密度的增强而增大,尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了163.8°。采用了3种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进行了评价,结果表明微结构表面的血液相容性显著优于光滑表面,且随着表面的表观接触角的增大而改善。

不锈钢表面陷光微结构的纳秒激光制备

利用纳秒激光微加工技术在316L不锈钢表面制备了微孔阵列结构，实现了金属表面200~900 nm波长范围内光波的吸收增强。获得的微孔结构的直径和深度取决于激光的单脉冲能量和累积脉冲数。单脉冲能量相同时，随累积脉冲数的增加，孔深/孔径比增加，脉冲次数超过1200时，比值趋于稳定。相同累积脉冲数条件下，单脉冲能量越小，孔深/孔径比越大。通过表面光反射率测试对微结构的陷光性能进行了评价，在微孔投影面积占总面积的比例相等、脉冲次数相同的条件下，单脉冲能量越小，所得微孔阵列结构的陷光能力越强。初步探讨了微孔结构特征的形成原因，以及微结构在提高金属表面陷光性能中的作用。

贴膜条件下飞秒激光诱导硅基表面锥状微结构

利用波长为800 nm的飞秒脉冲激光,对表面贴有聚对苯二甲酸乙二醇酯透明膜的单晶硅片进行扫描,研究了不同激光制备参数对微结构形成的影响.结果表明,锥状微结构是否形成取决于激光能量密度,能量密度太小时不能形成锥状结构,能量密度太大时易破坏锥状突起;而激光扫描速度可直接影响锥状微结构的质量,扫描速度太小时也易破坏锥状结构突起,扫描速度太大时,由于作用深度太浅使得锥状结构轮廓不分明.在此基础上对实验参数进行优化,得到了较理想的锥状微结构.最后通过分析指出,贴膜条件下锥状微结构的形成是由激光烧蚀作用和氧化作用共同引起的,且激光烧蚀作用占主导.