表面皱纹的区域化制备以及模板应用

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近年来褶皱微结构引起了人们的极大关注,人们在利用皱纹尺寸可控的优点在制备传感器、光电器件、生物技术等方面有广阔应用。目前,制备皱纹微结构的技术有多种,如模板法,表面改性法,但是传统制备方法存在工艺繁琐,需要昂贵仪器等劣势,因此快速,简单,大面积的制备排列规则有序的褶皱图案仍是面临的一大难题。本文选取了聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料,利用其较好的弹性进行拉伸,并利用铜网进行选择性曝光,制备了选区的皱纹结构。另外,调整在PDMS表面放置铜网和对PDMS膜施加拉伸应力两者次序,制备了多种高级皱纹结构。系统考察了制备过程中,等离子体处理时间,拉伸率等实验因素对选区皱纹结构的影响,重点探讨了边界条件对褶皱微结构的影响,并利用光学显微镜和原子力显微镜进行了详细的表征。其次,以制备的PDMS皱纹为上下模板,在下模板旋涂一层高分子膜,结合微压印技术,在高于高分子玻璃化转变温度的温度下加热,利用上模板对粘流态高分子的毛细作用,成功实现了皱纹模板诱导有序多孔膜微图案化。系统考察了加热温度、保温时间、湿度、浓度和高分子结构对微结构的影响,利用光学显微镜、扫描电镜以及原子力显微镜进行表征。结果表明微结构的尺寸与形貌可由加热温度、湿度和高分子结构来控制。?
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