毛细力辅助飞秒激光直写制备各向异性及多级结构

作     者：苏亚辉 范珍珠 汪超炜 胡衍雷 吴东 SU Ya-hui;FAN Zhen-zhu;WANG Chao-wei;HU Yan-lei;WU Dong

作者机构：安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 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 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230022 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2017年第25卷第8期

页      面：2057-2063页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

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.1408085ME104) 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 

主　　题：激光加工 飞秒激光 毛细力自组装 各向异性结构 多级结构 

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。