编辑推荐：
硅橡胶常用于医疗导管体液排放，但易受细菌感染。研究人员开展用飞秒激光修饰硅橡胶表面的研究。结果显示，激光扫描间距 0.1mm 的网状图案超疏水性能最佳，且该方法耐久性好。这为提升硅橡胶导管安全性和有效使用时间提供了新途径。
在医疗领域，硅橡胶凭借出色的机械性能和良好的生物相容性，成为医疗器械的主要材料，广泛应用于人工器官、医疗导管等，比如胃管、尿管和脑出血引流管。然而，细菌和其他微生物特别容易吸附在硅橡胶表面，长时间接触体液时，极易引发二次细菌感染，严重危及患者生命，这大大限制了硅橡胶材料的发展和应用。为了解决这一棘手问题，来自国内的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Applied Surface Science》上。
研究人员采用飞秒激光（Femtosecond Laser）技术对硅橡胶表面进行修饰。飞秒激光的脉冲宽度远小于材料中电子与声子的耦合时间，在加工时能让表面材料处于 “冷” 态去除，可显著降低重铸层和裂纹出现的概率，从而获得高精度和高质量的表面结构。该研究主要用到的关键技术方法是飞秒激光加工技术，利用其对硅橡胶表面材料进行部分去除，并构建不同形状的微纳米结构。研究人员选取特定型号的硅橡胶样本，通过改变飞秒激光的功率、扫描间距等参数进行实验。
激光加工参数对表面结构和超疏水性的影响
研究人员进行实验，探究不同激光功率下硅橡胶表面形态的变化。以表面加工质量为评价指标，研究发现，在 200kHz 频率下，当激光功率低于 3.5W 时，由于能量密度不足，无法形成指定的网状结构；而当激光功率高于 5.5W 时，材料受到的热效应过大，不利于获得理想的表面结构。这表明合适的激光功率对于制备超疏水表面至关重要。
超疏水性能测试
实验结果显示，具有特定参数的表面展现出优异的超疏水性能。其中，激光扫描间距为 0.1mm 的网状图案表现最佳，其与水滴和模拟体液表面的接触角分别达到 158.2° 和 156.9°。这意味着该表面能有效减少体液在硅橡胶表面的附着，大大降低了细菌感染的风险。
表面超疏水的形成机制
在激光照射过程中，硅橡胶部分生成了聚甲基氢硅氧烷（PMHS）和聚硅氧烷环。这两种新生成的物质表面能量比硅橡胶本身更低，从而实现了表面超疏水性能的转变。这种转变不仅改变了表面的物理性质，还从化学层面为超疏水性提供了保障。
表面耐久性测试
研究人员使用模拟体液对硅橡胶表面进行长期耐久性测试。结果证明，通过飞秒激光处理后的硅橡胶表面具有良好的耐久性，能够在长时间接触模拟体液的情况下，依然保持超疏水性能，这为其在实际医疗应用中的长期使用提供了有力支持。
研究人员成功通过飞秒激光烧蚀在硅橡胶表面制备出超疏水表面。该方法经济高效、环境友好，仅依靠飞秒激光处理，无需使用有毒化学试剂或复杂仪器，一步即可获得超疏水表面。这项研究不仅探究了激光烧蚀参数和表面结构尺寸对超疏水性的影响，分析了表面超疏水的形成机制，还测试了表面的耐久性。这一成果为提升硅橡胶导管等医疗器械的安全使用性能、延长其有效使用时间奠定了良好基础，有望在实际医疗领域得到广泛推广和应用，对推动生物医学材料的发展具有重要意义。
