自褶皺構(gòu)筑圖案化光交聯(lián)涂層的研究.pdf

1、自然界無處不在的褶皺在萬物演化過程中扮演著重要角色。從宏偉的山脈到蝴蝶的翅膀，褶皺以不同的尺度去詮釋大自然的法則。在帶來藝術(shù)美感的同時，這些褶皺還賦予生命體特殊功能，如超疏水、減阻效應(yīng)、粘附控制等。為此，構(gòu)筑褶皺表面并且探究其所帶來的性能一直是科學(xué)界所關(guān)注的重點。目前，這些構(gòu)筑方法主要分成兩種：自上而下和自下而上。前者包括激光刻蝕、模板壓印和光刻等，工藝可靠，重復(fù)性好，但往往受限于制備過程復(fù)雜，設(shè)備昂貴等特點；后者從仿生的角度出發(fā)，包括

2、嵌段共聚物自組裝、層層自組裝和溶脹法等，可以大面積制備，但仍需多個步驟或者涉及復(fù)雜化學(xué)合成。因此，開發(fā)一種簡單高效、甚至可以借助方法本身賦予涂層多功能性的表面圖案構(gòu)筑方法仍然是一個有意義的探索。本文結(jié)合表面自組裝和光固化技術(shù)，提出一種自褶皺策略，借此賦予涂層表面結(jié)構(gòu)和一系列不同性能。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　一、利用氟碳鏈界面自組裝，實現(xiàn)涂層表面自褶皺和納米銀協(xié)同組裝：氟化高分子光引發(fā)劑（FPPI）由于氟碳鏈低表面能可以自動遷

3、移至涂層樹脂/空氣界面，與此同時，與 FPPI中氨基結(jié)合的納米銀前驅(qū)體也會被一起協(xié)同組裝，形成雙層結(jié)構(gòu)。在紫外光照射下，上下層雙鍵含量的差異以及由此引發(fā)的收縮差異產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，超過某一臨界值后，以褶皺形式釋放出來。另外，納米銀在光照過程中得到還原，促使褶皺向折疊轉(zhuǎn)變。我們考察了褶皺形成機理以及涂層的疏水、自修復(fù)和抗菌性能。
　　二、我們采用非接觸式光刻的方法，利用含蒽化合物光二聚，通過掩膜板來控制無序褶皺向有序圖案的轉(zhuǎn)變：紫外照射