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毛细力辅助飞秒激光直写制备各向异性及多级结构
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]安徽大学电气工程与自动化学院,安徽合肥230601, [2]安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室,安徽合肥230009, [3]中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥230022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.61475149,No.51405464,No.61377006,No.51275502,No.11204250);安徽省自然科学基金资助项目(No.1408085MEl04);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目;安徽大学研究生学术创新研究项目
中文摘要:

将飞秒激光双光子聚合加工技术和毛细力诱导自组装技术相结合实现了各向异性结构和多级结构的制备。首先,使用飞秒激光双光子加工技术加工出微柱阵列,将微柱置于显影液中显影,然后放置在空气中。在显影液蒸发的过程中,微柱结构单元受到毛细力的作用而弯曲实现自组装。通过控制微柱的高度和直径的不一致性实现了两种各向异性结构制备方法,并成功制备了底层微柱直径分别为2μm和6μm双层结构。由于毛细力的大小和微柱高度无关,且同样端部变形量下较高微柱的弹性回复力小于较低微柱的弹性回复力,更易发生弯曲;直径较大的微柱具有更强的抗弯曲能力,从而引导直径较小的微柱向较大的微柱倾斜,藉此制备了各向异性结构。使用毛细力自组装辅助飞秒激光微纳加工可以实现灵活可控的复杂3D结构的加工,并将在生物医药、化学分析、微流体等领域发挥重要作用。

英文摘要:

A method for preparation of designable anisotropic and hierarchical structures using femto- second laser printing and capillary force assisted self-assembly was proposed. First, a periodic micro- pillar arrays template was fabricated by localized femtosecond laser polymerization. The micro-pillars were immersed in developed solution for about 40 min and subsequently exposed in the air. During the evaporation of developed solution, micro-pillars was self-assembled into periodic anisotropic architec-tures with the assistance of capillary force. Two methods to fabricate anisotropic structures were pro- posed. One was realized via controlling heights of pillars in a cell, the other was achieved via control ling pillar diameters. Furthermore, double-layer structures with underlayer pillar diameters of 2 μm and 6 μm were fabricated respectively. The results indicate that the capillary force is irrespective to the height of pillars, and the elastic restoring force of the higher pillars is stronger than the lower pil lars, thus higher pillars are prone to bend and the pillars with larger diameter are more likely to re main upright. Complex 3D structures can be achieved flexibly by combing femtosecond laser fabrica tion with capillary force self-assembly technology, which will play essential roles in biomedicine, chemistry and microfluidic engineering.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699