基于微转移软印刷技术构筑微纳图案的研究

发布时间：2018-03-02 06:42

  本文关键词： 微转移 室温压印 自组装 热塑性聚合物 二氧化钛　出处：《江南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着纳米科技的发展,图案化功能材料在生物技术、传感器、光电子和太阳能电池等领域都有广泛的应用。目前,有多种技术可以实现材料表面图案化,例如,光刻技术、纳米压印、界面组装等。软印刷技术自提出后,因无需在洁净间操作、成本低廉等优势在材料图案化上发挥着重要作用。其中,微转移模塑是把前驱液滴加到模板上再转移压印,可以在曲面和已有结构的非平面基底上实现图案化。本文利用PDMS模板的低表面能特性和转移材料与基底间的相互作用力,通过微转移在室温下无需加压和任何其他特殊装置即可在很短的时间内实现有机高分子、无机材料微纳图案的制备。为了降低图案制备过程中的生产成本,将该技术与聚苯乙烯(PS)微球自组装技术相结合制备纳米阵列。具体研究内容如下:一、在室温下转移制备热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的微纳图案。将旋涂在PDMS模板上的PMMA羟基化处理后增强与亲水基底间的作用力,在室温下无需任何外界压力5 s内即实现了PMMA图案的转移。通过对压印条件的优化,可以制备出分辨率高于原始模板的纳米线。利用PDMS模板的可变性,在其他非平面基底上也实现了PMMA图案的转移,并构筑了多种不同形貌尺寸的多级图案。用氧等离子体刻蚀先除去PMMA残留层诱导聚吡咯(PPy)纳米颗粒的选择性沉积,制备了图案化的导电高分子。二、在室温转移PMMA图案的基础上,制备了无残留层TiO2纳米棒阵列。在制备PMMA的前驱液中加入金属盐溶液,旋涂在PDMS模板上后再转移到硅基底上。利用高温煅烧实现TiO2晶种的图案化,最后在水热反应中诱导TiO2纳米棒的选择性沉积,得到了两种结构互补的TiO2纳米棒阵列图案。通过对前驱液的浓度控制可以得到不同分辨率的纳米棒阵列,还制备了不同形貌尺寸的无残留层TiO2图案。三、为了在实验室中实现原始模板的制备和形貌尺寸调控,合成了不同粒径的PS微球并结合自组装技术制备了PS微球阵列;优化实验条件来翻制不同的PDMS模板,并在室温下微转移PMMA制备半球形微纳阵列。利用Ag纳米颗粒为掩模板对半球形PMMA进行干法刻蚀;经研究发现,刻蚀90 s能得到最大纵横比的纳米结构,可用于拉曼增强基底的制备;在其表面进行化学修饰后可用于制备超疏水材料。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS805;TB306

【参考文献】

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本文编号：1555463