【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院費(fèi)業(yè)泰精密工程中心團(tuán)隊(duì)的吳思竹教授、張亞超副教授在微納制造領(lǐng)域取得創(chuàng)新性進(jìn)展，提出通用的拉伸誘導(dǎo)聚合物自生長(SIPS)方法，成功實(shí)現(xiàn)高長徑比微結(jié)構(gòu)的快速、可逆制備。相關(guān)研究成果以“Stretch-induced reversible self-growth of high aspect ratio microstructures scribed by femtosecond laser”為題發(fā)表于國際知名期刊《Nature Communications》。
 

　　傳統(tǒng)聚合物自生長技術(shù)普遍存在生長速度慢、結(jié)構(gòu)長徑比低、材料適配范圍窄以及結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)控等問題，難以滿足微納制造領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用需求。針對上述瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)受自然界動態(tài)非平衡體系的啟發(fā)，將飛秒激光精準(zhǔn)刻蝕與彈性薄膜應(yīng)力調(diào)控相結(jié)合，提出了一種SIPS新方法。該方法通過對彈性薄膜進(jìn)行預(yù)拉伸，并利用飛秒激光局部刻蝕釋放應(yīng)力，從而驅(qū)動聚合物微結(jié)構(gòu)自發(fā)生長?；谠摬呗裕晒χ苽涑鲩L徑比高達(dá)1.4的微柱結(jié)構(gòu)，顯著高于此前報道的約0.25。同時，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微柱高度與拉伸比及刻蝕深度之間存在明確的定量關(guān)系，為微結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)提供了重要理論依據(jù)。進(jìn)一步的理論仿真表明，微柱高度主要由預(yù)應(yīng)變釋放所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)形變所決定，與材料的楊氏模量基本無關(guān)。
 

　　該方法兼具生長速度快、材料普適性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)可逆性優(yōu)異、設(shè)計(jì)可編程等優(yōu)勢，還在盲文訓(xùn)練、信息加解/密、微球操控等場景完成概念驗(yàn)證，證實(shí)了在觸覺界面、信息存儲、微操作等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。這一成果為高長徑比可逆微結(jié)構(gòu)的可控制備提供了新的技術(shù)方案，為微納制造和自適應(yīng)表面工程等領(lǐng)域的發(fā)展開辟了新的技術(shù)路徑。
 

　　合肥工業(yè)大學(xué)與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)為該論文的共同第一完成單位。合肥工業(yè)大學(xué)張亞超副教授與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張念為論文共同第一作者，吳思竹教授與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)胡衍雷教授為論文通訊作者。該研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助，西南科技大學(xué)、浙江大學(xué)、香港中文大學(xué)等單位參與合作完成。