專利名稱：一種微納復合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于微納制造領域，具體涉及一種微納復合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法。
背景技術(shù)：
微納復合結(jié)構(gòu)在生化分析，仿生，超疏水表面等領域有著廣泛應用，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)領域接受。納米壓印技術(shù)以其高效率和高分辨率的特點被工業(yè)界和眾多研究機構(gòu)給予厚望，然而理論上來說，納米壓印技術(shù)可以實現(xiàn)對微納復合結(jié)構(gòu)的一次壓印成形，但同時具有微、納兩級尺度的模具制造又很困難，因此限制了壓印技術(shù)在微納復合結(jié)構(gòu)制造中的應用。微噴印技術(shù)可以實現(xiàn)對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)來實現(xiàn)微納復合結(jié)構(gòu)的“噴打-壓印”成形，這種方法降低了對納米壓印模具制造的要求即無需模具具有微納二級結(jié)構(gòu)，只需具有單一的納米結(jié)構(gòu)即可。然而傳統(tǒng)機械力壓印方法需要施加兆帕級的機械壓力，噴打在襯底上的聚合物微液滴陣列會因模具所施加的壓力過大而流變成薄膜，因而無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，本發(fā)明的目的在于提供一種微納復合結(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形出納米級結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)微納米復合結(jié)構(gòu)的簡單快速制造。為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為—種微納復合結(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)加工導電模具，采用陽極氧化法制作具有納米級孔徑的多孔氧化鋁(AAO)導電模具，2)聚合物微噴印，用微噴印工藝在透明導電襯底上噴打出直徑為微米級的聚合物液滴陣列，或者將聚合物噴打在多孔氧化鋁(AAO)導電模具上，透明導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脂，熱塑性樹脂或熱固性樹脂，3)流體介電泳填充，將導電模具和噴有聚合物微陣列的透明導電襯底對接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導電模具與透明導電襯底對接，使聚合物陣列夾在二者之間，然后在導電模具和透明導電襯底間施加電壓，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物會向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，用紫外光透過透明導電襯底照射聚合物使其固化，聚合物固化后脫模，即可在透明導電襯底上得到微納復合結(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)；同時利用流體介電泳力驅(qū)動聚合物向納米級模具腔體中填充，故而能夠?qū)崿F(xiàn)在微液滴聚合物上復形出納米級結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)微納米復合結(jié)構(gòu)的簡單快速制造。


圖1是本發(fā)明采用多孔氧化鋁(AAO)導電模具斷面示意圖。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合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。一種微納復合結(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)加工導電模具，參照圖1，采用陽極氧化法制作具有納米級孔徑的多孔氧化鋁 (AAO)導電模具，氧化層2具有多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為納米級，孔深由氧化時間控制，背部是金屬鋁1，2)聚合物微噴印，參照圖2，用微噴印技術(shù)在透明導電襯底上噴印出具有微米特征的聚合物陣列3，透明導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)導電模具上，所述的聚合物為紫外光固化樹脂，熱塑性樹脂或熱固性樹脂，3)流體介電泳填充，參照圖3，將多孔鋁(AAO)導電模具和噴有聚合物微陣列的透明導電襯底對接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導電模具與透明導電襯底對接，使聚合物3夾在二者之間，然后在多孔鋁(AAO)導電模具和透明導電襯底間施加電壓 6，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物3會向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，參照圖4，待聚合物3填充完成后，用紫外光7透過襯底照射聚合物3使其固化，參照圖5，聚合物3固化后脫模，即可在襯底上得到微納復合結(jié)構(gòu)的陣列。
權(quán)利要求
1. 一種微納復合結(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)加工導電模具，采用陽極氧化法制作具有納米級孔徑的多孔氧化鋁(AAO)導電模具，2)聚合物微噴印，用微噴印工藝在透明導電襯底上噴打出直徑為微米級的聚合物液滴陣列，或者將聚合物噴打在多孔氧化鋁(AAO)導電模具上，透明導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脂，熱塑性樹脂或熱固性樹脂。3)流體介電泳填充，將導電模具和噴有聚合物微陣列的透明導電襯底對接，或者將噴有聚合物微陣列的多孔氧化鋁(AAO)導電模具與透明導電襯底對接，使聚合物陣列夾在二者之間，然后在導電模具和透明導電襯底間施加電壓，電壓大小以多孔氧化鋁層不被擊穿為限，則聚合物會向?qū)щ娔＞咔惑w中填充，4)固化并脫模，用紫外光透過透明導電襯底照射聚合物使其固化，聚合物固化后脫模， 即可在透明導電襯底上得到微納復合結(jié)構(gòu)的陣列。
全文摘要
一種微納復合結(jié)構(gòu)的微噴印與介電泳力壓印成形方法，先加工導電模具，再進行聚合物微噴印，然后進行流體介電泳填充，最后固化并脫模，即可在透明導電襯底上得到微納復合結(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形出納米級結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)微納米復合結(jié)構(gòu)的簡單快速制造。
文檔編號B81C1/00GK102303841SQ20111019296
公開日2012年1月4日 申請日期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 申請人:西安交通大學