一種基于PET上制備柔性微納結(jié)構(gòu)的納米壓印的方法，屬于微納技術(shù)領(lǐng)域。該技術(shù)的關(guān)鍵步驟包括：(1)利用Burst技術(shù)合成的油溶性金納米顆粒與有機(jī)溶劑混合，制備出濃度50?100mg/ml的金納米顆粒懸浮液。(2)將PET薄膜放置在100℃的加熱裝置上，加熱5至10秒。然后，從制備好的金納米顆粒懸浮液中取8至12微升，滴加到PET基底上，并迅速將具有納米周期性結(jié)構(gòu)的PDMS模具壓在基底上，保持壓印30至60秒，以確保金納米顆粒懸浮液在PET薄膜與PDMS模具之間完全滲透。這種基于PET基底的柔性微納結(jié)構(gòu)納米壓印技術(shù)，并結(jié)合不同濃度的金納米顆粒膠體溶液，在柔性基底上構(gòu)建出大范圍的金屬光柵圖案。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及柔性金屬光子晶體，尤其是涉及一種基于熱納米壓印制備柔性金屬光子晶體的方法。
技術(shù)介紹
1、在納米光子學(xué)領(lǐng)域，金屬光子晶體因其獨(dú)特的光學(xué)特性和潛在的應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注。金屬光子晶體能夠操縱光的傳播，實(shí)現(xiàn)光的局域、調(diào)制和傳輸，這使得它們?cè)诠怆娮訉W(xué)、傳感器、光學(xué)器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，傳統(tǒng)的剛性基底金屬光子晶體在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性，尤其是在需要柔性和可變形的場(chǎng)合。
2、為了拓展金屬光子晶體的應(yīng)用范圍，研究者們開始關(guān)注柔性基底上的金屬光子晶體制備技術(shù)。柔性基底的引入，不僅能夠保持金屬光子晶體的光學(xué)性能，還能夠提供額外的機(jī)械柔韌性，使得金屬光子晶體能夠在不同的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定的性能。
3、納米壓印技術(shù)作為一種高效的納米制造技術(shù)，因其能夠?qū)崿F(xiàn)大面積、低成本、高分辨率的納米結(jié)構(gòu)復(fù)制而受到青睞。通過(guò)納米壓印技術(shù)，可以將預(yù)先制備的模具上的納米結(jié)構(gòu)精確地轉(zhuǎn)移到柔性基底上，從而制備出柔性金屬光子晶體。這一技術(shù)的成功應(yīng)用，有望實(shí)現(xiàn)柔性金屬光子晶體的批量生產(chǎn)，推動(dòng)其在可穿戴設(shè)備、柔性顯示、生物醫(yī)學(xué)傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。
4、本專利技術(shù)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的挑戰(zhàn)，提供一種基于納米壓印技術(shù)的柔性基底金屬光子晶體的制備方法。該方法通過(guò)優(yōu)化壓印工藝和材料選擇，實(shí)現(xiàn)了在柔性基底上高效、精確地制備金屬光子晶體，同時(shí)保證了其光學(xué)性能和機(jī)械穩(wěn)定性。通過(guò)本專利技術(shù)的技術(shù)方案，有望推動(dòng)柔性金屬光子晶體在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，為納米光子學(xué)的發(fā)展提供新的動(dòng)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路</p>1、本專利技術(shù)旨在提出一種在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)基材上制造柔性微納米結(jié)構(gòu)的納米壓印技術(shù)。該技術(shù)采用溶液輔助的熱壓印工藝，通過(guò)pdms模具在pet表面壓印出多種周期性的金屬光子晶體圖案。該方法操作簡(jiǎn)便，能夠生產(chǎn)出適應(yīng)皮膚貼合的柔性金屬光子晶體。
2、為達(dá)成上述目標(biāo)，本專利技術(shù)提供了以下步驟的納米壓印技術(shù)，用于在pet基材上制備柔性微納結(jié)構(gòu)：
3、(1)制備金納米膠體溶液：采用burst法制備的油溶性金納米顆粒作為原料，將其與有機(jī)溶劑二甲苯混合，經(jīng)過(guò)超聲波處理和磁力攪拌，以形成濃度為50-100mg/ml的金納米膠體溶液；
4、(2)熱壓印:將厚度為0.2mm的pet薄膜放置在100攝氏度的加熱設(shè)備上，加熱時(shí)間維持5至10秒，使得pet薄膜上表面溫度達(dá)到100攝氏度，然后，抽取步驟(1)準(zhǔn)備的金納米膠體溶液滴加到pet基材上，每400mm2的pet薄膜對(duì)應(yīng)8-12微升金納米膠體溶液；緊接著，立即將表面具有納米級(jí)凹或凸周期性圖案的pdms模板壓在基材上，且圖案面朝下與pet薄膜貼合，并對(duì)pdms模板均勻的施加0.25-1kg/cm2的壓力并保持壓制30至60秒，以確保金納米膠體溶液在pet薄膜與pdms模板圖案之間的空隙徹底滲透；
5、(3)分離模具與基板：把步驟(2)pet基板和pdms模板一起小心地從加熱裝置上移除；接著，讓其在室溫中靜置1到3分鐘進(jìn)行自然降溫，這一過(guò)程中，pet基板上會(huì)形成與pdms模具上納米周期性圖案相匹配的結(jié)構(gòu),再?gòu)膒et基板上揭去pdms模具；
6、(4)退火處理：將步驟(3)得到的帶有納米級(jí)周期性圖案的pet基板放入預(yù)熱至180攝氏度-220攝氏度溫度的高溫爐內(nèi)，進(jìn)行退火處理，持續(xù)時(shí)間為20分鐘到30分鐘；這一過(guò)程旨在使金納米顆粒熔化，進(jìn)而形成金屬光子晶體的結(jié)構(gòu)；(5)完成退火與冷卻：完成退火工序后，將pet基板放置在室溫環(huán)境中，讓其自然冷卻3到5分鐘；通過(guò)這一步驟，最終能夠在柔性基材上構(gòu)建出大面積的金屬光子晶體結(jié)構(gòu)；
7、還包括如下步驟(6)：在步驟(5)所得具有金屬光子晶體結(jié)構(gòu)的pet基板繼續(xù)重復(fù)步驟(2)-(5)，對(duì)應(yīng)的pdms模板模版相同或不同，或pdms模板放置方向或位置根據(jù)需要調(diào)整。
8、本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
9、(1)本專利技術(shù)不需要昂貴的光刻掩模，因此可以顯著降低生產(chǎn)成本。
10、(2)本專利技術(shù)可以用于在大面積的柔性基底上復(fù)制圖案，這對(duì)于生產(chǎn)大面積柔性電子設(shè)備尤為重要。
11、(3)本專利技術(shù)是在柔性基底上制造結(jié)構(gòu)，所得的產(chǎn)品具有很好的柔韌性和可變形性，適合用于可穿戴設(shè)備等；
12、(4)本專利技術(shù)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和批量生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。
13、(5)本專利技術(shù)可以輕松地改變模具的設(shè)計(jì)，從而快速地生產(chǎn)出不同圖案和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，這使得該技術(shù)具有很高的適應(yīng)性。
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于PET上制備柔性微納結(jié)構(gòu)的納米壓印的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟(6)：在步驟(5)所得具有金屬光子晶體結(jié)構(gòu)的PET基板繼續(xù)重復(fù)步驟(2)-(5)，對(duì)應(yīng)的PDMS模板模版相同或不同，或PDMS模板放置方向或位置根據(jù)需要調(diào)整。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法制備得到的柔性微納結(jié)構(gòu)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于pet上制備柔性微納結(jié)構(gòu)的納米壓印的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟(6)：在步驟(5)所得具有金屬光子晶體...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竇菲，張濱，劉紅梅，張新平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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