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葡萄京官方网站:我校仪器学院在利用飞秒激光直写技术制备智能微结构方面取得突破进展

发布时间:2021-03-19    作者:    来源:    浏览:    打印

智能结构表面由于其广泛的应用领域(如自清洁、防污、油水分离)激发了科研人员浓厚的研究兴趣。然而,大多数表面的智能性是由表面化学和静态微结构的变化实现的,严重阻碍了智能表面的应用范围。为了解决这些问题,形状记忆聚合物(SMP)材料被应用于智能表面。具有微纳结构的SMP表面在调谐界面润湿性和粘附性等方面有着重要的应用潜力。并且,SMP表面的微结构在外界条件(电场、磁场、温度、湿度等)的刺激下,可以实现临时形状和原始形状的可逆转换。

目前,许多SMP表面结构的调谐是在加热板或烘箱中完成的,不易实现原位调谐。此外,SMP样品在制备过程中需要使用光刻或化学刻蚀,过程复杂,容易造成环境污染。

为了克服上述方法的不足,充分发挥原位调谐在液滴无损运输等领域的作用,葡萄京官方网站吴思竹副教授课题组将飞秒激光直写技术和聚合物转印技术相结合,制备了一种形貌可控的微锥阵列。利用银纳米薄膜的原位加热功能,实现了微锥结构从弯曲状态到直立状态的原位调谐(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 13464-13472.)。

银纳米线薄膜的加热功能实现SMP表面微结构的原位调谐

近日,在此基础之上,吴思竹副教授课题组和机械学院刘焜教授课题组合作,通过向SMP微锥阵列中掺杂磁性铁粉颗粒可以实现微结构对近红外光和磁场的刺激作出响应,从而实现对智能微结构的全方位非接触式形貌调控(Adv. Funct. Mater. 2021, 2100543)。利用这种形态可控的智能微结构可以实现对微小液滴的多功能操控,在生物液滴检测和微化学反应等领域有着潜在的应用。同时,这种智能结构还可以实现信息的加密和解密功能,有望在二维码加密和解密领域发挥重大作用。

SMP微锥阵列的制备及非接触式原位调谐过程


SMP微锥阵列实现液滴操纵、信息加密等功能

以上系列研究工作得到国家自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。葡萄京官方网站为论文成果第一署名单位,论文通讯作者为仪器科学与光电工程学院吴思竹副教授,第一作者包括仪器科学与光电工程学院2019级博士研究生李传宗和机械学院摩擦学研究所焦云龙副研究员。

来源:仪器科学与光电工程学院

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