高分子微透鏡的水-冰可逆過渡轉化方法制備及其應用的研究.pdf

1、高分子微透鏡的高分子微透鏡的水冰可逆過渡轉化冰可逆過渡轉化方法方法制備及其應用的研究應用的研究Polymermicrolenswatericereversibletransitionprocessofpreparationapplication學科專業(yè)：材料工程（材料學）研究生：崔燦指導教師：姚琲教授天津大學材料科學與工程學院二零一四年十二月i摘要微光學元件具有質量輕、體積小、易于陣列化等優(yōu)點，因此是構成小型光電子系統(tǒng)的關鍵元件，許多傳

2、統(tǒng)光學器件難以實現的功能，如微小、陣列、成像和集成等，微光學元件都能彌補。由于在光學成像系統(tǒng)、圖像傳感器、光學光刻以及光通信等領域的廣泛應用，微透鏡陣列一直是研究的焦點。包括傳統(tǒng)光刻技術在內的許多方法已經被開發(fā)用于制作納米或微米尺度的微透鏡，但是都面臨著高成本、費時的困難。因此，亟需發(fā)展更簡單、更便宜的替代技術。本論文基于水冰可逆過渡轉化的簡單過程，制得了大面積規(guī)整的高分子聚二甲基硅氧烷（PDMS）微透鏡陣列。實驗中首先將所用到的石英玻

3、璃基片置于濃硫酸與過氧化氫混合溶液中浸泡，然后使用全氟癸基三氯硅烷與正己烷溶液浸泡，以增加表面疏水性。接下來以聚苯乙烯（PS）聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）為膜材，氯仿為低沸點有機溶劑，以冷凝水滴為模板，在一定的條件下利用水滴模板法制備出規(guī)整的蜂窩狀有序PS多孔膜。結合微壓印技術，利用具有較低表面自由能和良好柔韌性能的PDMS對PS有序多孔膜進行復制，得到PDMS模板。然后利用懷特茲教授提出的不連續(xù)潤濕方法以及水冰可逆過渡轉化的過程制得所需