[發明專利]傾斜微柱陣列結構及其制備裝置與方法、功能操控方法

在審

• 申請號: 202210060428.X
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114408856A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 吳思竹;李傳宗;李大宇
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B3/00;B23K26/36;B23K26/064
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了傾斜微柱陣列結構及其制備裝置與方法、功能操控方法。傾斜微柱陣列結構的制備方法包括：采用飛秒激光經過凸透鏡以一個目標角度的入射方式聚焦在高分子材料模板上；驅動高分子材料模板移動實現圖案加工；將形狀記憶聚合物和固化劑按質量比10∶3進行充分混合后，傾倒在高分子材料模板表面上；在60℃下加熱2小時，隨后100攝氏度下加熱1小時，進行固化后脫模處理，得到傾斜微柱陣列結構。所述目標角度滿足：在所述傾斜微柱陣列結構加熱到玻璃化溫度T_g之上時，通過施加一個目標壓力使得所述傾斜微柱陣列處于首尾相連的倒塌狀態。傾斜微柱陣列結構能實現液滴操控和表面干粘附雙重功能。

技術領域

本發明涉及一種傾斜微柱陣列結構及其制備裝置與方法、功能操控方法，特別是涉及一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構的制備方法、一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構、一種傾斜微柱陣列實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的功能操控方法、一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構的制備裝置。

背景技術

目前制備微柱陣列的方法主要有：離子刻蝕技術、電化學刻蝕、紫外光刻等技術。然而，光刻或化學刻蝕的方法，加工流程比較復雜；添加的化學腐蝕材料容易造成環境污染。這些制備方法主要適用同等參數的加工，操作復雜、耗時、限制使用范圍、制備的結構只能實現單一功能(液滴操控或干粘附)。

發明內容

基于此，本發明為了解決傳統微柱陣列結構只能實現液滴操控功能或者是實現表面干粘附功能的單一功能的技術缺陷，提供一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構的制備方法、一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構、一種傾斜微柱陣列實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的功能操控方法、一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構的制備裝置。所述傾斜微柱陣列結構的制備方法簡單，而且制備的傾斜微柱陣列結構可以實現液滴操控和表面干粘附雙重功能。

本發明采用以下技術方案實現，一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構的制備方法，其包括以下步驟：

采用飛秒激光經過凸透鏡以一個目標角度的入射方式聚焦在高分子材料模板上；

驅動所述高分子材料模板移動，以在所述高分子材料模板上制作一個與微柱陣列相關的待加工圖案；

將形狀記憶聚合物和固化劑按質量比10∶3進行充分混合后，傾倒在所述高分子材料模板表面上；

在60℃下加熱2小時，隨后100攝氏度下加熱1小時，進行固化后脫模處理，即可得到設置在所述高分子材料模板上的傾斜角為所述目標角度的傾斜微柱陣列，形成傾斜微柱陣列結構；

其中，所述目標角度滿足：在所述傾斜微柱陣列結構加熱到玻璃化溫度T_g之上時，通過施加一個目標壓力使得所述傾斜微柱陣列處于首尾相連的倒塌狀態。

作為上述方案的進一步改進，所述形狀記憶聚合物和所述固化劑混合的混合物傾倒在所述高分子材料模板表面上后，通過抽真空確保所述形狀記憶聚合物進入到所述高分子材料模板的結構內部；

優選地，抽真空10分鐘。

作為上述方案的進一步改進，所述目標角度為45°。

作為上述方案的進一步改進，所述高分子材料模板為硅膠模板、或聚二甲基硅氧烷模板、或聚四氟乙烯模板。

作為上述方案的進一步改進，所述形狀記憶聚合物為環氧樹脂或雙酚A二縮水甘油醚。

本發明還提供一種實現液滴操控和表面干粘附雙重功能的傾斜微柱陣列結構，其包括：

高分子材料模板；

位于所述高分子材料模板上的微柱陣列；