【摘 要】
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皱纹作为自然界中一种常见的现象在压力传感、光电器件、微纳结构等领域拥有广阔的应用前景,其中,水面皱纹由于其特殊的体系在可控性方面存在很大的挑战。本文提出了一种简单而通用的方法,利用磁性液滴和钕磁铁动态可逆地调整聚合物漂浮膜上的表面皱纹。钕磁铁对磁性液滴的吸引力是聚合物漂浮膜表面不稳定性的主要原因,这种表面失稳会在环向引发径向应力,并引起全方位压应力。该压缩应力不仅可以使水面漂浮膜起皱,而且可以产生
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皱纹作为自然界中一种常见的现象在压力传感、光电器件、微纳结构等领域拥有广阔的应用前景,其中,水面皱纹由于其特殊的体系在可控性方面存在很大的挑战。本文提出了一种简单而通用的方法,利用磁性液滴和钕磁铁动态可逆地调整聚合物漂浮膜上的表面皱纹。钕磁铁对磁性液滴的吸引力是聚合物漂浮膜表面不稳定性的主要原因,这种表面失稳会在环向引发径向应力,并引起全方位压应力。该压缩应力不仅可以使水面漂浮膜起皱,而且可以产生皱纹-折叠转变。通过改变磁性液滴和钕磁体之间的距离,聚合物薄膜的厚度以及磁性液滴体积,我们系统地研究了这些因素对聚合物漂浮膜的表面形貌的影响。随着磁性液滴与钕磁体之间距离的减小,聚合物薄膜厚度的减小以及磁性液滴体积的增加,皱纹数量增加,发生皱纹-折叠转变。另外,在漂浮膜上的多个磁性液滴的耦合效应也已经被应用于实现新颖的表面皱纹图案,这极大地拓宽了表面皱纹的应用。选用PA水凝胶作为体系的基底,在PS/PA水凝胶的体系中,通过外界的横向磁场对磁球的吸引实现了磁力诱导的选区起皱。该体系利用磁球与外接磁场的响应实现了磁球在PS薄膜上的运动,进一步丰富了动态皱纹的演变。最后,我们研究了PS/PDMS体系中掺入Fe3O4的影响。我们探究了Fe3O4对于不同波长光的吸收,利用Fe3O4在808 nm激光的照射下优异的光热效应,实现了快速、高效起皱以及皱纹快速擦除,同时我们通过控制光照区域对体系进行选区曝光起皱;通过Fe3O4物理及化学特性对表面皱纹形貌进行精准调控,这种方法为静态皱纹的研究及应用提供了一种新的思路。
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