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应用图案化表面去润湿现象构筑微观有序结构

李伟  
【摘要】: 构筑微观结构的能力逐渐演变为现代科技的核心问题之一,对创造新型的微观结构和小型化现有结构的探索同时带来了更多的机会。各种现代材料的可控微观有序结构化已经成为其器件化和功能高级化的必要前提。本文应用图案化表面控制液体在固体表面的去润湿行为构筑微观有序结构,这种具有方便、廉价和适用物质范围广泛等优点的图案化技术为发展微观有序化和功能化的新工艺提供了一条崭新的思路。我们首先结合微接触印刷技术和表面可控诱导冷凝在亲水的连续相上构造了具有二元图案的有序模板。应用这种模板引发的去润湿行为可以一步得到包括有序环阵列和有序点阵列的二元有序微观结构。继续改变图案化表面连续相和分散相的亲疏水性质后,通过水汽冷凝可以在基底上形成单一的液滴阵列模板。应用这类液滴模板我们通过控制去润湿过程中的各种实验条件得到了有序环阵列、有序点阵列以及有序多孔膜结构等多种二维有序形貌。最后,我们应用聚合物的有序多孔膜结构,结合在聚合物玻璃化转变温度之上的热退火处理引发受自由能控制的各向异性去润湿过程,进一步得到了具有多种规则网孔形状的有序网格状聚合物结构。


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