偶氮苯聚合物有序微图案的构筑及其光调控

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有序微图案在生物材料、光电材料、能量存储、生物医学、微电子、传感、催化等各领域有着广泛的应用前景,并且微图案的性能在很大程度上取决于图案的形貌和尺寸。因此,如何实现图案结构的多样化及其调控成为了研究重点。含偶氮苯的聚合物由于其独特的光响应性能而引人瞩目。本文通过以具有光响应性的偶氮苯聚合物为研究对象,分别利用呼吸图法和胶体晶体法构筑其有序微孔结构和有序微阵列,实现了微图案的光调控。具体研究内容如下:  (1)利用呼吸图法成功构筑了偶氮苯聚合物的蜂窝状有序微孔结构,并研究了溶剂、溶液浓度、环境温、湿度等制备条件对于成膜规整性及孔径、壁厚造成的影响及其机理。实现了微孔图案的多样性和可控性。  (2)利用胶体微球自组装得到了胶体晶体图案,通过PDMS软刻蚀和模具二次复形,将此结构转移到了偶氮苯聚合物表面,得到了六方排列的微阵列结构。通过控制初始胶体微球尺寸和刻蚀时间获得了多样的微阵列图案。表面性能研究发现,微图案表面粗糙度增加,疏水性增大。  (3)基于得到的偶氮苯聚合物的微孔结构和微阵列,分别研究了其光致形变的过程。对于微孔结构,通过简单的调节入射光偏振方向,形变后得到菱形与矩形两种孔形状,且变形的速率随着而壁厚增大而变小。而对于微阵列,偏光光照可以将初始半球状的阵列变为纺锤状、椭球状、粗纺锤状、近六角形、近矩形和近菱形的图案。并且,通过控制偏光时间、偏振方向和二次偏光,图案的形状、尺寸以及排列方式都可以得到有效调节。这种非接触性的光控技术赋予了有序图案多样性、灵活性、可控性、经济性、重复使用性和大面积规整性,在微电子和微生物领域表现出极大的应用前景。
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