研究成果
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        表面图案在自然界材料以及生物体表面广泛存在,并赋予了表面独特的润湿、光学、摩擦等性能,在众多领域具有广泛的应用前景。而图案化技术是制备表面微纳米图案的关键。构筑表面图案的方法主要有两种:自上而下和自下而上。前者自上而下的方法主要包括光刻和纳米压印等技术,该技术工艺成熟且能够精确地控制表面形貌,但繁琐的步骤及昂贵的设备等限制了它们更为广泛的应用。另一种自下而上的方法主要包括界面自组织等技术,其具有简单、自发形成等优点,但是往往不易控制。因此开发一种结合以上两种方法优点新的图案化方法对图案化领域具有重要的意义,同时也是现如今的一大挑战。

        有鉴于此,课题组通过光诱导马来酰亚胺(MI)在体系中的定向运动和质量转移,开发了一种有效的光诱导生长策略来构筑具有特定功能的有序图案。MI的选择性光二聚使体系出现化学势梯度,诱导单体从未曝光区向曝光区进行定向的扩散运动,最终通过图案化表面使体系达到新的热力学平衡。而在曝光区域中光强会沿厚度方向进行衰减,使单体在垂直方向也产生了浓度梯度,诱导单体从曝光区的底部迁移到表面。垂直和横向的分子扩散形成了一个全局扩散系统,共同导致了表面微结构的产生。该策略实现了光诱导表面微图案的生长,同时成功将该图案化方法应用在了复合光栅、图案化曲面、微流体通道和LED芯片图案化封装等领域。这种通过单体扩散的新型光诱导生长的微图案化技术结合了自上而下(可控、可操作、工业化)和自下而上(自组装、自然、简单)方法的优点。相关工作以“Micropatterns Fabricated by Photodimerization-Induced Diffusion”为题发表在期刊《Advanced Materials》上。文章的第一作者为博士研究生李甜甜,该工作得到了国家自然科学基金的资助。


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