“沙漠甲蟲”能從霧氣中集水讓自己在干旱地區(qū)生存下來,這得益于其背部親疏水區(qū)域相間分布的特點;在自由基光敏樹脂的光固化工藝中,氧阻聚效應經(jīng)常給人們帶來煩惱�？此坪翢o關聯(lián)的親疏水圖案化表面和氧阻聚效應,本文的研究卻將這二者巧妙地聯(lián)系起來。本文首先研究了在不同強度氧阻聚效應的作用下固化樹脂表面的潤濕性變化規(guī)律及其原因。通過控制曝光時間來實現(xiàn)對氧阻聚效應強度的控制,經(jīng)測量固化樹脂表面的水接觸角得到潤濕性特征,并且通過AFM和FT-IR等設備對固化樹脂表面形貌特征和化學組成進行了充分表征。發(fā)現(xiàn)隨著氧阻聚效應增強,固化樹脂表面因亞微米結構的數(shù)量增多而變得更加粗糙,固化樹脂表面的疏水性也在增大。因此,通過控制氧阻聚效應強度,就可以實現(xiàn)對固化樹脂的表面潤濕性的調控。然后基于氧阻聚效應的表面潤濕性研究結論,結合DMD連續(xù)無掩膜光刻技術,本文提出了一種快速制作親疏水圖案化表面的方法。本方法充分發(fā)揮了 DMD連續(xù)無掩膜光刻技術靈活快速的加工能力和氧阻聚效應的表面潤濕性調控能力,通過實驗制備出了多種形狀和尺寸的親疏水微圖案化表面并將其成功應用于自組裝微液滴陣列。本方法具有工藝流程簡單、成本低廉、可以靈活調整表...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 親疏水圖案化表面
        1.1.2 親疏水圖案化表面的制作方法
    1.2 DMD無掩膜光刻技術
    1.3 氧阻聚效應
        1.3.1 氧阻聚效應的含義
        1.3.2 氧阻聚效應的利用
    1.4 主要研究內容及創(chuàng)新點
    1.5 章節(jié)安排
第2章 基于氧阻聚效應的固化樹脂表面潤濕性研究
    2.1 引言
    2.2 潤濕性的基本理論
        2.2.1 固體表面潤濕性的概念
        2.2.2 Young方程
        2.2.3 Wenzel潤濕模型
        2.2.4 Cassie潤濕模型
    2.3 實驗方案及步驟
        2.3.1 曝光設備
        2.3.2 實驗準備
        2.3.3 實驗步驟
    2.4 實驗結果
        2.4.1 不同強度氧阻聚效應樣品的外觀對比
        2.4.2 樣品表面潤濕性變化規(guī)律
    2.5 固化樹脂表面潤濕性的影響因素
        2.5.1 固化樹脂層的高度特征
        2.5.2 固化樹脂表面微觀形貌的細節(jié)特征
        2.5.3 固化樹脂表面微觀形貌的變化規(guī)律
        2.5.4 固化樹脂表面的化學組成
    2.6 丙酮對固化樹脂表面潤濕性的影響
    2.7 本章小結
第3章 親疏水表面微圖案化和自組裝微液滴陣列
    3.1 引言
    3.2 表面張力限制的液滴微流控技術
    3.3 親疏水微圖案化表面的制作工藝
    3.4 實驗裝置介紹——DMD連續(xù)無掩膜光刻系統(tǒng)
    3.5 方法應用實例
        3.5.1 微圖案化表面的制備
        3.5.2 親疏水圖案化表面的潤濕性對比
    3.6 制作方法調控微圖案形狀尺寸的能力
    3.7 制作方法的適應性條件
        3.7.1 光敏樹脂型號的選擇
        3.7.2 基底材料的選擇
        3.7.3 形成微液滴陣列的適用液體
        3.7.4 揮發(fā)問題的解決方式
    3.8 本章小結
第4章 基于氧阻聚效應制作超疏水表面的探究
    4.1 引言
    4.2 制作方法的工藝介紹
    4.3 工藝流程論證
        4.3.1 PDMS填充與脫模的效果
        4.3.2 氧阻聚效應對多級結構潤濕性的影響
    4.4 微柱陣列尺寸對疏水性的影響
    4.5 樣品表面的粘附力特征
    4.6 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 工作總結
    5.2 現(xiàn)存問題與工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果



本文編號：3827650