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随着腹腔镜手术的普及,水蒸气以及手术尘烟导致的镜面雾化对手术的连续性和效率造成一定的影响。制备一层防雾防污染的薄膜,用以克服腹腔镜的上述缺点是提高腔镜视觉效果面临的重大课题。本文中,选用TiO2作为腹腔镜镜片表面的防雾材料。使用电子束蒸发法镀制TiO2薄膜,通过改变薄膜的厚度制得不同表面形貌和不同粗糙度的TiO2薄膜。为了得到合适的薄膜表面形貌以及较高的粗糙度(有助于TiO2薄膜的亲水性能),本文中并未使用离子源辅助沉积。真空室的本底真空2×10-3Pa,膜料采用Ti2O3颗粒(直径1-2mm,纯度为99.99%)。蒸发的过程中充入纯度为99.99%的O2,保证最终薄膜材料不会在蒸发中由于失氧而导致组分变化。蒸发速率为0.3nm/s。采用XTC22型石英晶体振荡膜厚仪实时监控沉积速率以及薄膜厚度,其反馈补偿机制保证了镀膜中蒸发速率的稳定性。使用马福炉对电子束蒸镀的薄膜进行500℃高温退火。使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope)检测薄膜表面形貌,X射线衍射仪(XRD)对其进行晶相检测,使用静态液滴接触角(Contact Angel)间接反应薄膜的亲水性能。静态液滴接触角显示,退火前,薄膜表面的CA值普遍处于40o~60o之间,退火后CA值则降为0o~10o。由于样品未经紫外线照射,因此排除了化学反应导致的亲水性能提升的可能性。使用AFM扫描样品表面。样品的形貌图显示退火前后薄膜的表面形貌发生了突变。这是由于退火使得TiO2结晶(锐钛矿相)造成薄膜表面形貌改变。此外,薄膜厚度在500nm~2000nm的TiO2薄膜其亲水特性优于150nm~300nm厚度的薄膜。经退火后,较薄的薄膜与较厚的薄膜表面形貌差异很大。此外较厚薄膜的表面粗糙度明显小于较薄薄膜的粗糙度。这说明粗糙度并不是亲水性能的主导因素,而是薄膜表面特殊的形貌决定了亲水性能的优劣。浸泡——烘干循环可以检测薄膜表面亲水性能的耐久性。本实验中制得的TiO2薄膜经过3次循环检测后,亲水性能减弱,经过5次循环后,彻底失去亲水性能。另外,在循环检测过程中,我们发现,较小的薄膜表面粗糙度(~2nm)可以显著加强薄膜表面耐污物的特性。