润湿性渐变的超亲和超亲-超疏气体铜箔及其制备方法及定位收集装置与流程

本发明属于激光微纳米改性铜箔的技术领域，具体涉及一种润湿性渐变的超亲气体铜箔和超亲-超疏气体铜箔及其制备方法及水下气泡的定位收集装置。

背景技术：

液体中的气泡在某些领域会带来诸多不利的影响，如微流体控制系统中的气泡，会增大流体间的流动损耗，降低流动速度，甚至会引起阻塞；静脉注射时，随注射液体进入人体血管中的气体会发生气体栓塞，引起心脏衰竭甚至导致死亡；电化学反应中，粘附在电极的气泡会影响电极与反应物之间的接触，使电化学反应效率降低；水下作业时，粘附在潜水镜上的气泡，会引起人视觉模糊；水下摄像时，粘附在镜头上的气泡会使摄像头模糊，从而导致图像的模糊；自然界中，水底或海底天然气的排放导致空气污染和资源的浪费。因此，在某些领域中需要将液体中或水中的气泡进行去除或收集，以减少气泡带来的不良影响以及对有用的气体加以收集利用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种润湿性渐变的超亲气体铜箔和超亲-超疏气体铜箔，该发明的润湿性渐变的超亲气体铜箔具有润湿性渐变的梯度，润湿性渐变的超亲气体铜箔的亲气性也由强减弱，微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔同时具备超亲气体的区域和超疏气体的区域，具有较好的气泡排斥性和气泡吸附性，可用于水下气泡的定向收集，扩大收集范围的同时可以使收集装置简单轻便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种润湿性渐变的超亲气体铜箔，包括铜箔和设置在铜箔表面上的硬脂酸薄膜，所述铜箔的表面烧蚀有网格状的微沟槽，且铜箔的一端开设有多个呈阵列排布的微孔，所述微沟槽使铜箔的表面形成微纳米分层的粗糙表面，所述硬脂酸薄膜覆盖在所述粗糙表面上，所述微沟槽包括多个横向的微沟槽和多个纵向的微沟槽，所述横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深度沿横向均逐渐加深，所述微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，沿横向微沟槽槽深减小的方向所述超亲气体铜箔的亲气性由强减弱。

优选地，所述微孔的直径为100μm～200μm，相邻微孔的间距为1mm；相邻微沟槽的间距均为70μm～100μm，所述粗糙表面的微纳米粒子的大小为20nm～500nm。

一种润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔,包括润湿性渐变的超亲气体铜箔，所述超亲气体铜箔的表面的边侧去除硬脂酸薄膜形成润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔。

本发明还提供了上述的润湿性渐变的超亲气体铜箔的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜箔依次用乙醇溶液和蒸馏水清洗，然后用氮气吹干，将清洗吹干后的铜箔一侧垫高，激光从铜箔与水平面交接的一侧聚焦后向铜箔的另一侧逐行烧蚀，形成多个横向的微沟槽，然后再沿着垂直的方向逐列烧蚀，形成多个纵向的微沟槽，横向和纵向交叉形成网格状，沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔表面的粗糙度逐渐降低，激光烧蚀后的铜箔表面形成微纳米分层的粗糙表面，得到表面粗糙性渐变的铜箔；

步骤二、在步骤一得到的表面粗糙性渐变的铜箔的横向微沟槽槽深较深的一端激光烧蚀多个微孔，得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔；所述微孔呈阵列排布在铜箔上；

步骤三、将步骤二得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔浸泡在硬脂酸乙醇溶液中，然后在常温条件下干燥后，铜箔表面形成硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲气体铜箔。

优选地，步骤一中所述铜箔一侧垫高的角度为1°～3°。

优选地，步骤一中清洗的时间均为5min～15min，氮气吹干的时间为2min～6min。

优选地，步骤三中在硬脂酸乙醇溶液的浓度为0.01mol/l～0.1mol/l，浸泡的时间为30min～60min。

优选地，步骤三中干燥的时间为5min～20min。

本发明还提供了上述的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的制备方法，该方法为：对对制备的上述润湿性渐变的超亲气体铜箔进行激光烧蚀，去除所述润湿性渐变的超亲气体铜箔边侧的硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔。

优选地，激光烧蚀选择性去除硬脂酸薄膜的具体过程为：通过控制计算机软件的图形界面，设计需去除硬脂酸薄膜的图形；然后激光依序进行逐行烧蚀后再逐列烧蚀，扫描网格间距为30μm，激光能量密度为1.21j/cm2，扫描速度为1000mm/s，扫描次数为3次。

本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔应用于水下气泡的定位收集装置，包括润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔、集气容器和集气瓶，所述润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔设置在集气容器的底部敞口处，润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的超亲-超疏气体面向下设置，密封圈套在集气容器的底部的外壁上，锁紧润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔和集气容器，密封圈的外侧套有金属固定圈，金属固定圈的周侧均匀开设有多个挂孔，所述挂孔上悬挂有配重吊坠，集气容器的顶部通过连接头与导气软管连接，所述导气软管伸入集气瓶内。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔具有较好的气泡排斥性和气泡吸附性，可用于水下气泡的定向收集，扩大收集范围的同时可以使收集装置简单轻便，本发明的制备工艺简单，价格低廉，气泡位置可控，可以大规模生产及使用。

2、本发明的润湿性渐变的超亲气体铜箔沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔的粗糙度逐渐降低，具有润湿性渐变的梯度，润湿性渐变的超亲气体铜箔的亲气性也由强减弱，微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，激光烧蚀后的铜箔表面形成微纳米分层的粗糙表面。应用于水下时，气体由横向的微沟槽槽深较浅的一端向较深的一端移动，最终进入微孔。

3、本发明润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔制备中，将具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔浸泡在硬脂酸乙醇溶液中，干燥后铜箔表面形成硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲气体铜箔，边侧去除硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔，去除硬脂酸薄膜的超疏体气体的区域用于隔离气体与铜箔表面的粘附，使气体向超亲气体铜箔的区域移动，阵列状排布的微孔在水下能够透过气体而阻挡液体；本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔，具有定向运输水下气泡作用，并且扩大了水下气泡的收集范围，去除硬脂酸薄膜的超疏气体区域的水下气泡最终也被捕获收集。沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔的粗糙度逐渐降低，铜箔的超亲气区域的亲气性也由强减弱，当水下气泡聚集于铜箔的超亲气体区域时，水下气泡向微孔移动，最终穿过微孔进入集气容器；当水下气泡聚集于去除硬脂酸薄膜的区域时，水下气泡靠近微孔的气泡直接通过微孔进入集气容器，远离微孔的气泡移动方向由去除硬脂酸薄膜的区域的铜箔粗糙度低的区域向粗糙度高的区域移动，移动过程中逐渐向超亲气区域偏移，向微孔移动，最终穿过微孔进入集气容器，起到定向运输水下气泡作用；本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的超亲气体区的阵列状排布的微孔可以用于过滤气体，气体从微孔穿过铜箔进入集气容器，再从集气容器进入集气瓶中；并且阵列状排布的微孔分布在超亲气体区域的亲气性强的一端，具有水下亲气疏水性，在水下能够透过气体而阻挡液体，使得液体不会进入集气容器。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1制备润湿性渐变的超亲气体铜箔的激光烧蚀过程示意图。

图2是本发明实施例1激光烧蚀铜箔表面的微沟槽和微孔的扫描电镜图。

图3是空气中水对固体的接触角与水下空气对固体的接触角的关系示意图。

图4是本发明实施例1激光束的脉冲能量密度和光斑直径与偏离焦平面的距离z三者之间的关系示意图。

图5是本发明实施例2的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的示意图。

图6是本发明实施例3的水下气泡的定位收集装置结构示意图。

图7是本发明实施例3的水下气泡的定位收集装置的挂孔的局部示意图。

图8是本发明实施例3水下气泡被虏获并粘附于超亲水表面过程示意图。

图9是本发明实施例3水下气泡通过超亲气体区的阵列状排布的微孔的过程的示意图。

附图标记说明：

1—润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔；2—集气容器；3—密封圈；

4—金属固定圈；5—挂孔；6—配重吊坠；

7—连接头；8—导气软管；9—集气瓶；

具体实施方式

实施例1

本实施例的润湿性渐变的超亲气体铜箔，包括铜箔和设置在铜箔表面上的硬脂酸薄膜，所述铜箔的表面烧蚀有网格状的微沟槽，且铜箔的一端开设有多个呈阵列排布的微孔，所述微沟槽使铜箔的表面形成微纳米分层的粗糙表面，所述硬脂酸薄膜覆盖在所述粗糙表面上，所述微沟槽包括多个横向的微沟槽和多个纵向的微沟槽，所述横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深度沿横向均逐渐加深，所述微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，沿横向微沟槽槽深减小的方向所述超亲气体铜箔的亲气性由强减弱；所述铜箔的厚度为0.1mm；所述微孔的直径为150μm，相邻微孔的间距为1mm；相邻微沟槽的间距均为85μm，所述粗糙表面的微纳米粒子的大小20nm～500nm。

本实施例还提供了上述的润湿性渐变的超亲气体铜箔的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜箔依次用乙醇溶液和蒸馏水清洗5min，然后用氮气吹干6min，将清洗吹干后的铜箔一侧垫高，与水平面成1.3°的倾斜角，激光从铜箔与水平面交接的一侧聚焦后向铜箔的另一侧逐行烧蚀，形成多个横向的微沟槽，然后再沿着垂直的方向逐列烧蚀，形成多个纵向的微沟槽，横向和纵向交叉形成网格状，沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔表面的粗糙度逐渐降低，激光烧蚀后的铜箔表面形成微纳米分层的粗糙表面，得到表面粗糙性渐变的铜箔；激光烧蚀微沟槽的参数为：脉冲光纤激光器(1064nm，90khz，5ns)，扫描间距为80μm，扫描速度为5mm/s，光斑能量为7.5j/cm²，光斑直径为150μm；

步骤二、在步骤一得到的表面粗糙性渐变的铜箔的横向微沟槽槽深较深的一端激光烧蚀多个微孔，得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔；所述微孔呈阵列排布在铜箔上；烧蚀微孔的参数为：扫描速度为1mm/s，光斑能量为7.5j/cm²；

步骤三、将步骤二得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔在浓度为0.01mol/l的硬脂酸乙醇溶液中浸泡60min，然后在常温条件下干燥后，铜箔表面形成硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲气体铜箔。

本实施例中制备润湿性渐变的超亲气体铜箔的步骤一中将清洗吹干后的铜箔一侧垫高，与水平面成1.3°的倾斜角，进行激光烧蚀，如图1激光烧蚀过程示意图所示，激光烧蚀后依次划分为3个区域，命名为：区域1、区域2和区域3，铜箔表面呈现润湿性梯度，沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔的粗糙度逐渐降低。激光烧蚀后的铜箔放置5天后进行润湿性检测；润湿性检测方法为：每次取8μl的蒸馏水，采用静态滴液法分别于滴于上述三个区域的表面，然后测量静态接触角，每个区域取对称的四个点进行测量后取平均值。测量的结果为区域1、区域2和区域3的接触角分别为37.5°±1.2°、46.2°±1.3°和86.7°±1.5°，说明本发明经铜箔垫高后用激光烧蚀的表面存在润湿性梯度。

本实施例中制备润湿性渐变的超亲气体铜箔过程中激光烧蚀处的铜箔表面形成微沟槽，微孔成阵列状排布在铜箔上，激光烧蚀铜箔表面的微沟槽和微孔的扫描电镜图如图2所示，由图可见，激光烧蚀的微沟槽使铜箔的表面形成微纳米分层的粗糙表面，微孔周围的微纳米分层结构更加明显。

本发明的润湿性渐变的超亲气体铜箔沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔的粗糙度逐渐降低，润湿性渐变的超亲气体铜箔的亲气性也由强减弱，微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，应用于水下时，气体由横向的微沟槽槽深较浅的一端向较深的一端移动，最终进入微孔。

本发明的润湿性渐变的超亲气体铜箔的特点：

(一)激光加工铜箔形成网格状的微纳米分层的粗糙表面

激光微加工是在材料表面获得不同种类微结构的有效方法之一。由于超短脉冲宽度和极高峰值强度的独特特性，飞秒激光微加工具有许多优势，可以处理各种材料，包括半导体，脆性材料(如玻璃)，金属，聚合物，陶瓷和生物材料等。铜是人类发现最早也最易提纯的常见金属之一，价格便宜，具有很好的坚韧性、耐腐蚀性、延展性、导热性和导电性，被广泛应用于工农业的各方面。激光烧蚀铜箔表面，可加工出微纳米粒子分层的粗糙结构，使其具有超疏水性或超亲水性。激光烧蚀后的铜箔表面短时间内是超亲水的,暴露空气中2-8周，可慢慢从超亲水转变为疏水或超疏水。空气中的超疏水性表面，具有水下超亲气的特点，如图3所示，空气中水对固体表面的静态接触角θw与水下空气对固体表面的静态接触角θb之间，理论上是互补的关系。空气中的超疏水表面即是水下的超亲气表面，而空气中的超亲水表面即是水下的超疏气表面。

(二)激光加工润湿性渐变的铜箔的原理

润湿性渐变的材料表面具有定向收集气泡的作用，可用于控制水下或液体中气泡的定向运动，润湿性梯度分为两类，包括表面化学或物理梯度。化学梯度主要是通过在原始材料上涂覆或沉积薄化学层而形成的；物理梯度是在材料表面上处理渐变的图案或粗糙度，激光烧蚀能改善材料表面粗糙度，与化学方法相比，激光烧蚀是一种低浪费，单步骤的程序，加工速率高，激光烧蚀能够直接在原始材料上控制表面粗糙度或润湿性而无需涂层。本发明将铜箔的一端垫高，使激光加工面不在水平面上，通过激光烧蚀得到一定的结构梯度，激光束的能量是高斯分布的，激光束的脉冲能量密度和光斑直径与偏离焦平面的距离z三者之间的关系如图4所示，激光束聚焦在铜箔的一侧(垫高后的铜箔与水平面交接的一侧)，作为焦平面，焦平面上的光斑直径最小，激光束的脉冲能量密度最大，故激光烧蚀后的铜箔表面区域的粗糙度最大，而随着铜箔表面逐渐偏离焦平面的距离z逐渐增大，光斑直径变大，激光的脉冲能量密度呈大幅衰减状态，故激光烧蚀后的铜箔表面区域的粗糙度也随之降低，铜箔表面逐渐偏离焦平面的结果使得铜箔表面形成粗糙度梯度，表现出润湿性渐变的梯度，这对控制空气中水的定向流动和水中气泡的定向移动起决定性作用。

(三)硬脂酸降低表面能

激光烧蚀后的铜箔短时间内是超亲水的，用硬脂酸溶液浸泡可以降低铜箔的表面能，实现短时间内的润湿性转变。硬脂酸浸泡后铜箔表面水的接触角在区域1由浸泡前的2°变为164°，而水中气泡的接触角由原来的158°±1.2°变为约5°±2°。

将本发明激光烧蚀后的铜箔经过硬脂酸乙醇溶液浸泡后在常温条件下干燥20min后，测其水下气体对铜箔表面的接触角。使用小号针筒，每次取3μl的气体，对准激光烧蚀后的铜箔的润湿性渐变的3个区域表面进行注射，观察其气体在3个区域(图1的区域1、区域2和区域3)的吸附情况，可以看到气体很快在3个区域散开，最终融在一起，并形成空气薄层，说明3个区域的亲气性。

实施例2

本实施例的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔，包括润湿性渐变的超亲气体铜箔，所述超亲气体铜箔的表面的边侧去除硬脂酸薄膜形成润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔；所述润湿性渐变的超亲气体铜箔包括铜箔和设置在铜箔表面上的硬脂酸薄膜，所述铜箔的表面烧蚀有网格状的微沟槽，且铜箔的一端开设有多个呈阵列排布的微孔，所述微沟槽使铜箔的表面形成微纳米分层的粗糙表面，所述硬脂酸薄膜覆盖在所述粗糙表面上，所述微沟槽包括多个横向的微沟槽和多个纵向的微沟槽，所述横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深度沿横向均逐渐加深，所述微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，沿横向微沟槽槽深减小的方向所述超亲气体铜箔的亲气性由强减弱；所述铜箔的厚度为0.1mm；所述微孔的直径为100μm，相邻微孔的间距为1mm；相邻微沟槽的间距均为70μm，所述粗糙表面的微纳米粒子的大小为20nm～500nm。

本实施例还提供了上述的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜箔依次用乙醇溶液和蒸馏水清洗10min，然后用氮气吹干4min，将清洗吹干后的铜箔一侧垫高，与水平面成3°的倾斜角，激光从铜箔与水平面交接的一侧聚焦后向铜箔的另一侧逐行烧蚀，形成多个横向的微沟槽，然后再沿着垂直的方向逐列烧蚀，形成多个纵向的微沟槽，横向和纵向交叉形成网格状，沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔表面的粗糙度逐渐降低，激光烧蚀后的铜箔表面形成微纳米分层的粗糙表面，得到表面粗糙性渐变的铜箔；激光烧蚀微沟槽的参数同实施例1；

步骤二、在步骤一得到的表面粗糙性渐变的铜箔的横向微沟槽槽深较深的一端激光烧蚀多个微孔，得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔；所述微孔呈阵列排布在铜箔上；烧蚀微孔的参数为：扫描速度为1mm/s，光斑能量为7.5j/cm²；

步骤三、将步骤二得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔在浓度为0.05mol/l的硬脂酸乙醇溶液中浸泡45min，然后在常温条件下干燥后，铜箔表面形成硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲气体铜箔；

步骤四、将步骤三得到的润湿性渐变的超亲气体铜箔进行激光烧蚀，去除所述润湿性渐变的超亲气体铜箔边侧的硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔；激光烧蚀选择性去除硬脂酸薄膜的具体过程为：通过控制计算机软件的图形界面，设计需去除硬脂酸薄膜的图形；然后激光依序进行逐行烧蚀后再逐列烧蚀，扫描网格间距为30μm，激光能量密度为1.21j/cm2，扫描速度为1000mm/s，扫描次数为3次。

本实施例制备的的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的示意图如图5所示，a为超亲气体区，超亲气体区的铜箔表面具有硬脂酸薄膜，c为微孔，呈阵列排布在超亲气区，b为超疏气体区，此区域激光去除掉硬脂酸薄膜，d为激光烧蚀的铜箔表面形成的微沟槽，激光逐行烧蚀的方向为从左向右，沿横向的微沟槽槽深减小的方向超亲气体区的铜箔的亲气性由强减弱。

超疏气体气区用于隔离气体与铜箔表面的粘附，使气体向超亲气体区移动，并且超亲气体区的阵列状排布的微孔在水下能够透过气体而阻挡液体。本实施例的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔具有润湿性渐变性，具有定向运输水下气泡作用，并且扩大了水下气泡的收集范围，超疏气体区的水下气泡最终也被捕获收集。沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔的粗糙度逐渐降低，超亲气体区的铜箔的亲气性也由强减弱，微孔微孔开设在横向的微沟槽槽深较深的一端，即位于超亲气体区的亲气性强的区域。当水下气泡聚集于超亲气体区时，水下气泡向微孔移动，最终穿过微孔进入集气容器；当水下气泡聚集于超疏气体区时，超疏气体区的水下气泡由于湍流作用靠近微孔的气泡直接通过微孔进入集气容器，远离微孔的气泡移动方向由超疏气体区的粗糙度低的区域向粗糙度高的区域移动，移动过程中逐渐向超亲气区偏移，向微孔移动，最终穿过微孔进入集气容器，能起到起到定向运输水下气泡作用；本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的超亲气体区的阵列状排布的微孔可以用于过滤气体，气体从微孔穿过铜箔进入集气容器，再从集气容器进入集气瓶中；并且阵列状排布的微孔分布在超亲气体区的亲气性强的一端，具有水下亲气疏水性，在水下能够透过气体而阻挡液体，使得液体不会进入集气容器。

实施例3

本实施例的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔，构造同实施例2；所述铜箔的厚度为0.1mm；所述微孔的直径为200μm，相邻微孔的间距为1mm；相邻微沟槽的间距均为100μm，所述粗糙表面的微纳米粒子的大小为20nm～500nm。

本实施例还提供了上述的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜箔依次用乙醇溶液和蒸馏水清洗15min，然后用氮气吹干6min，将清洗吹干后的铜箔一侧垫高，与水平面成1°的倾斜角，激光从铜箔与水平面交接的一侧聚焦后向铜箔的另一侧逐行烧蚀，形成多个横向的微沟槽，然后再沿着垂直的方向逐列烧蚀，形成多个纵向的微沟槽，横向和纵向交叉形成网格状，沿着激光逐行烧蚀的方向，横向的微沟槽和纵向的微沟槽的槽深均逐渐减小，铜箔表面的粗糙度逐渐降低，激光烧蚀后的铜箔表面形成微纳米分层的粗糙表面，得到表面粗糙性渐变的铜箔；激光烧蚀微沟槽的参数同实施例1；

步骤二、在步骤一得到的表面粗糙性渐变的铜箔的横向微沟槽槽深较深的一端激光烧蚀多个微孔，得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔；所述微孔呈阵列排布在铜箔上；烧蚀微孔的参数同实施例1；

步骤三、将步骤二得到具有微孔的表面粗糙性渐变的铜箔在浓度为0.1mol/l的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，然后在常温条件下干燥后，铜箔表面形成硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲气体铜箔。

步骤四、将步骤三得到的润湿性渐变的超亲气体铜箔进行激光烧蚀，去除所述润湿性渐变的超亲气体铜箔边侧的硬脂酸薄膜，得到润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔；激光烧蚀去除边侧硬脂酸薄膜参数同实施例2。

本实施例的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔应用于水下气泡的定位收集装置，所述定位收集装置如图6-7所示，包括润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔1、集气容器2和集气瓶9，所述润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔1设置在集气容器2的底部敞口处，润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔1的超亲-超疏气体面向下设置，密封圈3套在集气容器2的底部的外壁上，锁紧润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔1和集气容器2，密封圈3的外侧套有金属固定圈4，金属固定圈4的周侧均匀开设有多个挂孔5，所述挂孔5上悬挂有配重吊坠6，集气容器2的顶部通过连接头7与导气软管8连接，所述导气软管8伸入集气瓶9内。

水下气泡的定位收集装置浸入水中，可以看到气体呈气泡上升到润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的表面，气泡向润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的超亲气体区域移动，聚集到超亲气体区域，定向运输水下气泡，气泡通过润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔，不断有气泡冒出，最终气体从阵列状排布的微孔中进入集气容器，通过导气软管收集到集气瓶中，本实施例的微孔数目为30个，收集气体的量达到280cm³/min。

本发明的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔具有超亲气体区域和超疏气体区域，能实现气泡的选择性粘附。当润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔浸入水中，空气层被周围液体困在润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的超亲气体区及阵列状排布的微孔附近。水下气泡被虏获并粘附于超亲水表面过程如图8所示，当气泡从水里上升到接触水下的润湿性渐变的超亲-超疏气体铜箔的表面时，首先形成一个凸面的空气/水/空气界面，由于气泡的位置是随机的，一些气泡可能会直接上升到被困在超亲气体区的铜箔表面的空气层，然后与空气层结合，在这过程中，水膜变薄，水膜的阻尼最终会导致空气气泡进入空气膜而聚集，这被称为“气泡爆裂”效应”。如图8(a)所示。此外，有些气泡可能上升到超疏气体区的铜箔表面，由于上升的气泡引起铜箔的倾斜及湍流，与超疏气体区的铜箔表面接触的气泡被驱动而滚动，然后合并到被困在超亲气体区的铜箔表面的空气层中，如图8(b)所示，这就形成了水下气泡的定位，最终导致气泡被虏获而聚集于超亲气体区形成气体层，当气体在阵列状排布的微孔中充分积聚之后，被困气体层中的压力足够高，以使气体从微孔通过，在铜箔上表面形成气体凸起。随着上表面气体膨胀量的增加，由浮力的驱动，气泡最终会离开铜箔表面而上升，最后脱离水面进入空气中而被收集。气泡通过阵列状排布的微孔的示意图如图9所示，阵列状排布的微孔在水下能够透过气体而阻挡液体，是水下气体收集的核心部件。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。