[發明專利]一種光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法

在審

• 申請號: 201910270851.0
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109940878A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 戴寧;王金強;程筱勝;陳為
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B29C64/124
• 分類號: B29C64/124;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉

1.一種光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，包括如下步驟：

步驟一、配置用于紫外光固化的光敏樹脂，所述樹脂采用丙烯酸酯基體低聚物樹脂，所述丙烯酸酯基體低聚物樹脂中均勻混合有重量比為0.05-0.1%的光吸收劑；

步驟二、將相對設置的兩片透明底板通過透明墊片支撐從而使兩片底板之間預留有一定間隙，兩片底板的相對側均涂覆有隔離薄膜，然后將所述光敏樹脂放置在兩片底板之間的間隙中；將數字紫外光投影設備置于底板正上方和/或正下方作為紫外光源；

步驟三、將待成形的三維結構展開為二維平面圖，根據三維結構不同位置處的曲率變化在其二維平面圖上填充灰度值從而獲得光掩碼圖案，三維結構的彎曲曲率與光掩圖案的灰度值之間的比值為預設值，所述光掩碼圖案的灰度值介于100-255之間；

步驟四、根據預設的曝光時間，將所述光掩碼圖案傳輸給數字紫外光投影設備來固化步驟二中的光敏樹脂，從而得到平面聚合物薄層；其中，所述數字紫外光投影設備投射出的紫外光強度正比于光掩碼圖案的灰度值；

步驟五、去除未固化的光敏樹脂，將生成的聚合物薄層放置在平板上使其自由變形，待其穩定后即得到所需的三維結構。

2.根據權利要求1所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：步驟二中，所述隔離薄膜為聚二甲基硅氧烷PDMS膜。

3.根據權利要求1所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：步驟五中，采用吸附濾紙去除未固化的光敏樹脂。

4.根據權利要求1所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：步驟一中，所述光吸收劑的吸收波長與所述數字紫外光投影設備的光源波長相匹配。

5.根據權利要求1或4所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：所述光吸收劑為Sudan ?、Sudan Ш/2-(2ˊ-羥基-3ˊ,5ˊ-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、紫外線吸收劑UVP-327、2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑紫外線吸收劑UV-P中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：步驟二中，所述光敏樹脂放置在兩片底板的中央位置，所述光敏樹脂的表面積大于光掩碼圖案的表面積。

7.根據權利要求1所述的光驅動聚合物薄層自變形生成空間三維結構的方法，其特征在于：步驟五完成后，利用紫外燈對三維結構進行后固化照射用于固定聚合物薄層自變形后的形狀。