孙锐:基于飞秒激光的双面神微柱加工与应用研究论文

孙锐:基于飞秒激光的双面神微柱加工与应用研究论文

本文主要研究内容

作者孙锐(2019)在《基于飞秒激光的双面神微柱加工与应用研究》一文中研究指出:飞秒激光双光子聚合技术,作为一种新型的bottom-up加工方式,具有工作环境简单、分辨率高以及灵活性高等优势,并被广泛应用于微光学器件、微机械、微流体器件等领域。在漫长的进化过程中,自然界中许多生物具有了随外界环境变化而发生形变的能力,在残酷的环境中获得更多的生存优势。效法自然,许多研究者在生物的形变中得到启发,研制出了各种受外界环境控制的可变形结构。Janus是罗马神话中的一尊“双面神”,他的脑袋前后各有一副面孔,一副看着过去,一副注视未来,代表着矛盾与对立。与之对应,我们将两侧具有不同的化学或物理性质的结构称为双面神结构。特别的,当双面神结构的两侧在不同的外界环境中存在膨胀系数的差异,那么结构整体就会表现出受外界环境控制的形状变化,所以加工双面神结构是实现结构形变的重要途径。本文主要研究利用飞秒激光双光子聚合技术加工可形变的双面神微柱。本文首先提出了一种简单、灵活的方法,将飞秒激光聚焦在pH敏感的水凝胶中,以此制备受pH驱动的形状可调的双面神微柱。该微柱由pH敏感的水凝胶聚合而成,其体积可随pH值的变化而变化。当pH值小于9时,水凝胶结构发生收缩,反之则膨胀。通过控制扫描路径,使这些双面神微柱的两侧在pH值变化时发生不同的膨胀,导致整个微柱发生可逆弯曲。由于激光打印技术的高度灵活性,这些微柱的空间排列、高度和弯曲方向可以被任意控制。因此,可以制备出包括复杂“花瓣状”结构在内的各种形状可切换的表面图案。最后,实验展示了该双面神微柱在信息加密/解密、粒子捕获等方向的潜在应用,展示了其在智能显示、信息安全、药物运输等领域具有良好的应用价值。制备双面神结构的关键是破话结构本身的均一性。本文在飞秒激光加工出光刻胶微柱之后,利用真空蒸镀技术,通过45°倾斜放置样片的方式,在光刻胶微柱的一侧蒸镀上金属,将普通微柱转换成双面神微柱。该双面神微柱会朝有金属镀层的一侧发生定向弯曲,本文对这种现象进行了理论分析和数值模拟,并用实验进行了验证。

Abstract

fei miao ji guang shuang guang zi ju ge ji shu ,zuo wei yi chong xin xing de bottom-upjia gong fang shi ,ju you gong zuo huan jing jian chan 、fen bian lv gao yi ji ling huo xing gao deng you shi ,bing bei an fan ying yong yu wei guang xue qi jian 、wei ji xie 、wei liu ti qi jian deng ling yu 。zai man chang de jin hua guo cheng zhong ,zi ran jie zhong hu duo sheng wu ju you le sui wai jie huan jing bian hua er fa sheng xing bian de neng li ,zai can ku de huan jing zhong huo de geng duo de sheng cun you shi 。xiao fa zi ran ,hu duo yan jiu zhe zai sheng wu de xing bian zhong de dao qi fa ,yan zhi chu le ge chong shou wai jie huan jing kong zhi de ke bian xing jie gou 。Janusshi luo ma shen hua zhong de yi zun “shuang mian shen ”,ta de nao dai qian hou ge you yi fu mian kong ,yi fu kan zhao guo qu ,yi fu zhu shi wei lai ,dai biao zhao mao dun yu dui li 。yu zhi dui ying ,wo men jiang liang ce ju you bu tong de hua xue huo wu li xing zhi de jie gou chen wei shuang mian shen jie gou 。te bie de ,dang shuang mian shen jie gou de liang ce zai bu tong de wai jie huan jing zhong cun zai peng zhang ji shu de cha yi ,na me jie gou zheng ti jiu hui biao xian chu shou wai jie huan jing kong zhi de xing zhuang bian hua ,suo yi jia gong shuang mian shen jie gou shi shi xian jie gou xing bian de chong yao tu jing 。ben wen zhu yao yan jiu li yong fei miao ji guang shuang guang zi ju ge ji shu jia gong ke xing bian de shuang mian shen wei zhu 。ben wen shou xian di chu le yi chong jian chan 、ling huo de fang fa ,jiang fei miao ji guang ju jiao zai pHmin gan de shui ning jiao zhong ,yi ci zhi bei shou pHqu dong de xing zhuang ke diao de shuang mian shen wei zhu 。gai wei zhu you pHmin gan de shui ning jiao ju ge er cheng ,ji ti ji ke sui pHzhi de bian hua er bian hua 。dang pHzhi xiao yu 9shi ,shui ning jiao jie gou fa sheng shou su ,fan zhi ze peng zhang 。tong guo kong zhi sao miao lu jing ,shi zhe xie shuang mian shen wei zhu de liang ce zai pHzhi bian hua shi fa sheng bu tong de peng zhang ,dao zhi zheng ge wei zhu fa sheng ke ni wan qu 。you yu ji guang da yin ji shu de gao du ling huo xing ,zhe xie wei zhu de kong jian pai lie 、gao du he wan qu fang xiang ke yi bei ren yi kong zhi 。yin ci ,ke yi zhi bei chu bao gua fu za “hua ban zhuang ”jie gou zai nei de ge chong xing zhuang ke qie huan de biao mian tu an 。zui hou ,shi yan zhan shi le gai shuang mian shen wei zhu zai xin xi jia mi /jie mi 、li zi bu huo deng fang xiang de qian zai ying yong ,zhan shi le ji zai zhi neng xian shi 、xin xi an quan 、yao wu yun shu deng ling yu ju you liang hao de ying yong jia zhi 。zhi bei shuang mian shen jie gou de guan jian shi po hua jie gou ben shen de jun yi xing 。ben wen zai fei miao ji guang jia gong chu guang ke jiao wei zhu zhi hou ,li yong zhen kong zheng du ji shu ,tong guo 45°qing xie fang zhi yang pian de fang shi ,zai guang ke jiao wei zhu de yi ce zheng du shang jin shu ,jiang pu tong wei zhu zhuai huan cheng shuang mian shen wei zhu 。gai shuang mian shen wei zhu hui chao you jin shu du ceng de yi ce fa sheng ding xiang wan qu ,ben wen dui zhe chong xian xiang jin hang le li lun fen xi he shu zhi mo ni ,bing yong shi yan jin hang le yan zheng 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国科学技术大学的孙锐,发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文,是一篇关于飞秒激光双光子聚合论文,双面神结构论文,敏感水凝胶论文,真空蒸镀技术论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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