[發明專利]一種聚合物微加工方法

有效

• 申請號: 201310140683.6
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103275339B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 薛面起;潘鋒
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: C08J5/12
• 分類號: C08J5/12;B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司44281
• 代理人: 郭燕,彭家恩

技術領域

本申請涉及微結構加工領域，特別是涉及一種聚合物的微加工方法。

背景技術

大面積制備有序的聚合物微米或納米結構由于其在聚合物電子、柔性電子、存儲器、化學或生物傳感器，尤其是生物領域的組織工程、表面修飾、微流控等的廣泛應用引起了人們廣泛的關注。目前實現聚合物微米或納米結構的技術主要沿用了微電子學中的相關技術，比如傳統光刻技術、噴墨打印技術、激光直寫技術、蘸筆刻蝕技術等。雖然這些技術已經發展到可以很好的解決微電子的產業化問題，但是當這些技術移植到聚合物材料的微加工時，仍然存在著諸多限制。比如：1）高的生產成本，包括價值高昂的設備、極高的設備維護和運行成本、對于超靜間的需求等；2）這些技術大部分時候只能在非常平整的表面上進行操作，很難在曲面上構筑微結構，且難以實現三維結構的制備；3）這些技術很難實現表面性質的控制，難以進行化學修飾等；4）技術可適用的材料較少。

為了解決這些問題，一些以軟刻蝕技術為代表的非傳統微加工技術被發展以實現聚合物的微加工。軟刻蝕技術是一類基于自組裝和復制模塑等原理的微加工方法。作為光刻技術的一個延伸發展，它為形成和制作微米、納米圖案提供了簡便、有效、價廉的途徑。軟刻蝕技術的基礎是利用一個表面帶有精細圖案的彈性模板來實現圖案的轉移和加工，其加工的分辨率可達20納米～100微米。這一類技術借鑒了傳統的工業加工手段，主要包括微接觸印刷、復制模塑、轉移微模塑、毛細微模塑、溶劑輔助微模塑等技術；這類技術自發現以來已經被廣泛的應用與微米和納米器件加工、微電子學、材料科學、光學、微電子機械系統、表面化學等方面。并且，該類技術在實現聚合物微加工方面也有長足的進展，但仍然一定程度上受制于成本問題，并且，其使用的材料也對該類技術的進一步工業化生產具有限制。

發明內容

本申請的目的是提供一種新的聚合物微加工方法，以及該方法的應用。

本申請的一方面公開了一種聚合物微加工方法，包括控制彼此能夠發生反應的至少兩種前驅體在反應條件下進行接觸反應，生成微結構。需要說明的是，本申請的方法與現有的微加工方法相比，其重要的區別之一在于，是通過前驅體之間的反應生成微結構，并且，通過前驅體之間的接觸面或者控制相互接觸的前驅體的反應區域來控制所產生的微結構，因為前驅體相互接觸才會發生反應，相互接觸的面可以預先控制，從而控制反應產生的微結構，或者，在相互接觸的前驅體中，只有滿足其反應條件的區域才能發生反應，控制提供反應條件的區域即反應區域即可控制微結構的生成，在加熱聚合或者降解反應中，控制加熱的區域，即可實現控制微結構的生成。還需要說明的是，本申請中的接觸反應是指，在達到前驅體的反應條件的情況下，能夠發生反應的至少兩種前驅體在相互接觸時才能發生反應。

進一步的，本申請中前驅體為合成聚合產物所用的反應材料或者包含該反應材料的復合材料，反應條件為加熱反應條件，至少兩種前驅體在相互接觸時，在加熱條件下反應生成微結構。需要說明的是，本申請的一種實現方式中，采用加熱的方式使前驅體之間發生反應，因此，前驅體必須是對熱有響應的材料，并且，由于不同的前驅體其具體反應的溫度條件不同，因此在本申請中不做具體限定，技術人員可以根據具體選用的前驅體，根據已知的前驅體的熱反應溫度設定。本申請的一種實現方式是采用對熱有響應的聚合物，因此，是在加熱條件下使其反應，可以理解，在本申請的通過讓前驅體反應，并控制前驅體的接觸面來控制制備微結構的思路下，通過其它的方式或條件使前驅體發生反應也是可以的。

進一步的，本申請的聚合物微加工方法中，還包括通過控制至少兩種前驅體的接觸面，或者控制相互接觸的至少兩種前驅體的反應區域，在加熱條件下發生熱聚合或者熱降解反應，生成微結構。

本申請中，復合材料選自有機材料、高分子材料、無機材料、有機和無機復合材料、鋰電池或儲能電池的正極或負極材料、電解質材料、隔膜材料，或者太陽能電池的吸光材料、光電材料、電極界面材料中的至少一種。需要說明的是，根據不同的應用或不同的需要，本申請的聚合物微加工方法可以制備用于各領域的聚合物微結構，因此，其復合材料也可以根據不同的需要選擇。