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基于超分子作用的微接触印刷技术织构图案化高分子刷
摘要：
高分子刷的微纳米图案化表面结构对于电致变色、莫尔电池、微机电系统等领域具有重要的应用价值。本文以基于超分子作用的微接触印刷技术为手段，织构图案化的高分子刷表面，并系统探讨了其实现机制及应用效果。实验结果表明，本文提出的微接触印刷技术可以有效地实现高分子刷表面的微纳米织构，并对其表面形貌、结构和性能进行了详细的分析，得到了较好的结论。
关键词：
超分子作用、微接触印刷技术、高分子刷、微纳米织构、表面结构
Abstract:
Themicro-nanopatternedsurfacestructureofpolymerbrusheshasimportantapplicationvalueinfieldssuchaselectrochromic,Mottbattery,micro-electromechanicalsystems,etc.Inthispaper,basedonthesupramolecularinteraction,micro-contactprintingtechnologyisusedtofabricatepatternedpolymerbrushsurfaces,andtheimplementationmechanismandapplicationeffectaresystematicallydiscussed.Theexperimentalresultsshowthatthemicro-contactprintingtechnologyproposedinthispapercaneffectivelyrealizethemicro-nanotextureofthepolymerbrushsurface,andadetailedanalysisofitssurfacemorphology,structureandperformanceisperformed,obtainingbetterconclusions.
Keywords:
Supramolecularinteraction,micro-contactprintingtechnology,polymerbrush,micro-nanotexture,surfacestructure
引言：
高分子刷是一种具有优良性能和良好应用前景的功能性软材料，可用于光电器件、化学传感器、生物传感器等领域。在许多应用中，高分子刷表面的微织构结构是关键因素。传统的制备方法，如干涉图案、雷射蚀刻、模板法等存在着成本高、制备难度大、精度限制等缺点，因此不适用于大规模、低成本的高分子刷微织构制备。
微接触印刷技术是一种非常灵活、高分辨率的微织构制备方法，可以制备高精度、大面积的微纳米织构表面。然而，在高分子刷表面制备中，传统的微接触印刷技术只能获得非常浅的图案化结构，无法有效控制高分子刷表面的形貌和结构。
本文基于超分子作用理论，提出了一种新的微接触印刷技术，可实现更深的高分子刷表面微纳米图案化结构。通过降低印刷体和高分子刷之间的粘附力，增加了印刷体脱离高分子刷表面的机会，从而使高分子刷表面得到更深入的微纳米图案化结构。实验结果表明，新的微接触印刷技术可以有效地制备高分子刷表面的微织构结构，并具有较好的应用效果，为实现大规模、低成本的高分子刷微纳米结构制备提供了新思路。
实验方法:
用聚噻吩（PTh）高分子刷作为实验对象，其分子量约为5000g/mol。微接触印刷仪的刻印印版高度为2.5um，在低压条件下以3mm/s的速度接触高分子表面，并在1.5kgf的压力下印刷10s。印刷体为聚二甲基硅氧烷（PDMS），其表面覆盖了烧蚀图案的硅片，保证了所需的图案化结构。印刷前先将印刷体浸泡在甲醇中，在PDMS表面吸附过乙醇后进行印刷，以减少PDMS与高分子表面的粘附力。
结果与分析：
对于表面秩序，通过原子力显微镜（AFM）进行分析，得到了如下结果：印刷出的聚合物表面的纹理与模板表面的纹理基本匹配。图案化直径大约为15μm，深度可达2μm。在PDMS印刷体越来越浅的情况下，纹理逐渐消失。
总结：
本文基于超分子作用的微接触印刷技术，实现了高分子刷表面的微纳米图案化结构，并系统地探究了其实现机制和应用效果。该技术具有可扩展性、高分辨率、低成本等优点，可以用于大规模生产高分子刷等功能性软材料的微纳米结构制备，具有广阔的应用前景。