專利名稱：一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微納制造領(lǐng)域，具體涉及一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法。
背景技術(shù)：
微納復(fù)合結(jié)構(gòu)在生化分析，仿生，超疏水表面等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，硅工藝刻蝕、 激光刻蝕、聚焦離子束等技術(shù)是目前常用的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的制造方法。但這些加工方法效率低、成本高難以被工業(yè)領(lǐng)域接受。納米壓印技術(shù)以其高效率和高分辨率的特點(diǎn)被工業(yè)界和眾多研究機(jī)構(gòu)給予厚望，然而理論上來(lái)說(shuō)，納米壓印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的一次壓印成形，但同時(shí)具有微、納兩級(jí)尺度的模具制造又很困難，因此限制了壓印技術(shù)在微納復(fù)合結(jié)構(gòu)制造中的應(yīng)用。微噴印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微小液滴的噴打成形，即可以在襯底上噴打出直徑為數(shù)微米到數(shù)十微米的阻蝕膠微液滴整列。因此可結(jié)合微噴印技術(shù)和納米壓印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的“噴打-壓印”成形，這種方法降低了對(duì)納米壓印模具制造的要求即無(wú)需模具具有微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，只需具有單一的納米結(jié)構(gòu)即可。然而傳統(tǒng)機(jī)械力壓印方法需要施加兆帕級(jí)的機(jī)械壓力，噴打在襯底上的聚合物微液滴陣列會(huì)因模具所施加的壓力過(guò)大而流變成薄膜，因而無(wú)法在保證聚合物液滴微米特征的前提下又能壓印出納米級(jí)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在微液滴聚合物上復(fù)形出納米級(jí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單快速制造。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為—種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，包括下列步驟1)加工導(dǎo)電模具，采用陽(yáng)極氧化法制作具有納米級(jí)孔徑的多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具，2)聚合物微噴印，用微噴印工藝在透明導(dǎo)電襯底上噴打出直徑為微米級(jí)的聚合物液滴陣列，或者將聚合物噴打在多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具上，透明導(dǎo)電襯底是淀積有氧化銦錫(ITO)的玻璃，所述的聚合物為紫外光固化樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂，3)流體介電泳填充，將導(dǎo)電模具和噴有聚合物微陣列的透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具與透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，使聚合物陣列夾在二者之間，然后在導(dǎo)電模具和透明導(dǎo)電襯底間施加電壓，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物會(huì)向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，用紫外光透過(guò)透明導(dǎo)電襯底照射聚合物使其固化，聚合物固化后脫模，即可在透明導(dǎo)電襯底上得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的陣列。
由于利用微噴印技術(shù)獲得微米特征的結(jié)構(gòu)；同時(shí)利用流體介電泳力驅(qū)動(dòng)聚合物向納米級(jí)模具腔體中填充，故而能夠?qū)崿F(xiàn)在微液滴聚合物上復(fù)形出納米級(jí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單快速制造。


圖1是本發(fā)明采用多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具斷面示意圖。圖2是本發(fā)明的微噴印成形示意圖。圖3是本發(fā)明的流體介電泳填充示意圖。圖4是本發(fā)明的聚合物固化示意圖。圖5是本發(fā)明脫模后獲得的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，包括下列步驟1)加工導(dǎo)電模具，參照?qǐng)D1，采用陽(yáng)極氧化法制作具有納米級(jí)孔徑的多孔氧化鋁 (AAO)導(dǎo)電模具，氧化層2具有多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為納米級(jí)，孔深由氧化時(shí)間控制，背部是金屬鋁1，2)聚合物微噴印，參照?qǐng)D2，用微噴印技術(shù)在透明導(dǎo)電襯底上噴印出具有微米特征的聚合物陣列3，透明導(dǎo)電襯底是淀積有氧化銦錫(ITO) 4的玻璃5，或者將聚合物噴打在多孔鋁(AAO)導(dǎo)電模具上，所述的聚合物為紫外光固化樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂，3)流體介電泳填充，參照?qǐng)D3，將多孔鋁(AAO)導(dǎo)電模具和噴有聚合物微陣列的透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具與透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，使聚合物3夾在二者之間，然后在多孔鋁(AAO)導(dǎo)電模具和透明導(dǎo)電襯底間施加電壓 6，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物3會(huì)向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，參照?qǐng)D4，待聚合物3填充完成后，用紫外光7透過(guò)襯底照射聚合物3使其固化，參照?qǐng)D5，聚合物3固化后脫模，即可在襯底上得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的陣列。
權(quán)利要求
1. 一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，其特征在于，包括下列步驟1)加工導(dǎo)電模具，采用陽(yáng)極氧化法制作具有納米級(jí)孔徑的多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具，2)聚合物微噴印，用微噴印工藝在透明導(dǎo)電襯底上噴打出直徑為微米級(jí)的聚合物液滴陣列，或者將聚合物噴打在多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具上，透明導(dǎo)電襯底是淀積有氧化銦錫(ITO)的玻璃，所述的聚合物為紫外光固化樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂。3)流體介電泳填充，將導(dǎo)電模具和噴有聚合物微陣列的透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導(dǎo)電模具與透明導(dǎo)電襯底對(duì)接，使聚合物陣列夾在二者之間，然后在導(dǎo)電模具和透明導(dǎo)電襯底間施加電壓，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物會(huì)向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，用紫外光透過(guò)透明導(dǎo)電襯底照射聚合物使其固化，聚合物固化后脫模， 即可在透明導(dǎo)電襯底上得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的陣列。
全文摘要
一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，先加工導(dǎo)電模具，再進(jìn)行聚合物微噴印，然后進(jìn)行流體介電泳填充，最后固化并脫模，即可在透明導(dǎo)電襯底上得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的陣列，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在微液滴聚合物上復(fù)形出納米級(jí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單快速制造。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102303841SQ20111019296
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者丁玉成, 劉紅忠, 李祥明, 田洪淼, 邵金友, 黎相孟 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)