微纳压印结构色纤维素膜的制备及其辐射制冷性能

研究微纳压印结构色纤维素膜的制备及其辐射制冷性能。通过使用碱尿素体系溶解纤维素,制备出物理化学双交联的纤维素薄膜,利用薄膜吸水溶胀的特性,在纤维素薄膜上微纳压印正交光栅的微纳结构,使原本颜色单调的白色被动式日间辐射冷却材料成为结构性色彩新材料,并增强其辐射制冷效果。结果表明:薄膜压印后在可见光波段有更好的反射率,平均吸收率仅有19%,在大气窗口波段的发射率高达93%。在360 W功率的氙灯照射下,薄膜的表面温度比棉织物的表面温度约低3.4℃,与照射区间的环境温度对比降低了6℃;在平均661.6 W/m^(2)的太阳辐射照度下,微纳压印结构色纤维素膜背面温度比环境温度平均下降7.1℃;在500 W/m^(2)的太阳辐射照度下,最大辐射冷却功率为63.3 W/m^(2)。微纳压印结构色纤维素薄膜是一种绿色辐射制冷材料,可广泛用作辐射制冷物或建筑覆盖材料。

铝基微纳米结构超疏水表面制备及其防冰/霜性能

[目的]在铝上构建具有粗糙微纳米结构的超疏水表面,可赋予其良好的防冰/霜性能。但在实际应用中铝的超疏水性会逐渐变差甚至失效,微纳米结构的稳定性是影响疏水耐久性的主要因素之一。[方法]先通过二次阳极氧化在铝表面制备纳米多孔结构,再用不锈钢筛网模板压印的方法在铝表面获得微米级结构,扩孔处理后采用低表面能物质(如三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷)进行修饰,最终获得了微纳米结构的铝基超疏水表面(标记为MN-SHS),并就其表面形貌、水接触角、液滴粘附性、防冰/霜性能和耐久性与只进行二次阳极氧化的铝试样和进行二次阳极氧化+扩孔的铝试样作对比。[结果]MN-SHS样品表面的水接触角达到164°,液滴粘附性低,防冰/霜性能和耐久性最优。[结论]采用阳极氧化结合微米压印技术可制得具有微纳米复合结构的铝基超疏水表面,在防冰/霜方面具有很好的应用前景。

基于微纳米压印的微透镜阵列光学膜制造研究

目的实现裸眼3D显示效果的承印基材是微透镜阵列光学膜,本文旨在研究制造微透镜阵列光学膜的方法及在制造过程中的影响因素。方法采用卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺,通过定制化的微纳米压印模具,规模化制造正六角形孔径、蜂窝排布的微透镜阵列光学膜。结果文中所用的PET膜表面粗糙度均方差约为0.083μm,可见光波段的透光率为90%~93%,具有良好的表面平整度和较高的透光率,有利于微透镜阵列的成型制造和光学膜优良光学性能的呈现;UV-LED紫外压印光刻胶具有较低的黏度(250 Pa·s,25℃)、良好的界面性能(接触角为93°)和较小的固化体积收缩率(3.5%),有利于光刻胶对模具凹槽的填充及微透镜阵列的成型和脱模。对于微纳米压印制造过程,要选择合适的压印力,既要确保光刻胶能够充分地填充模具凹槽,又要避免微透镜阵列的结构受挤压变形而导致损坏模具。当压印速度控制在5~7 m/min时,微透镜阵列的复型精度较高且成型质量较为稳定,不会出现气泡缺陷和拉断缺陷。结论卷对卷的UV-LED光固化微纳米压印工艺是一种制造微透镜阵列光学膜行之有效的方法。

辊压连续成型制备聚丙烯超疏水表面

在平板热压印技术的基础上优化了工艺,以不锈钢筛网作为模具,通过控制变量法,采用热辊压压印的方式,以聚丙烯(PP)薄膜为基材,并使用具有疏水性的二氧化硅(SiO_(2))微球进行修饰,最终制备出了具有超疏水表面的薄膜,并对样品的耐久性进行了测试。实验总结出了合适的辊压工艺参数:辊压温度为170℃,辊压压力为10 MPa,辊轮转速为2.0~2.2 r/min。结果表明,该方法可以在PP薄膜表面连续构筑出具有较好疏水效果的二级复合微纳结构,并且,表面镶嵌的SiO_(2)微球使薄膜耐久性显著提高,接触角为154°,滚动角为1°。文章优化了热压工艺,即采用了热辊压印的方式,采用SiO_(2)疏水微球修饰薄膜表面,显著增强了薄膜表面的耐久性和力学稳定性。

分子印迹固相微萃取-超高效液相色谱串联质谱法检测肉牛体内三种苯二氮䓬类药物

以阿普唑仑、咪达唑仑、艾司唑仑为模板分子,苯基三甲氧基硅烷为功能单体,四乙氧基硅烷为交联剂,在乙醇-水体系中制备分子印迹聚合物,并在不锈钢丝上镀膜形成固相微萃取探针,结合超高效液相色谱串联质谱,快速检测生物检材中痕量苯二氮䓬类药物残留。3种苯二氮䓬类药物在0.1~100.0μg/L范围内线性关系良好,相关系数(R^(2))为0.994~0.997,检出限(S/N=3)为0.1~0.2μg/L。将开发的方法用于肉牛血液和尿液样本品中3种苯二氮䓬类药物的检测,加标回收率为80.9%~102.9%,重复6次试验的标准偏差<7.2%。结果表明,该方法前处理简单快速灵敏、检测准确度高,可用于活体动物中痕量苯二氮䓬类药物的快速检测。

常温微压印中抗蚀剂流动的研究及工艺优化

为提高微压印中抗蚀剂的复型精度,利用POLYFLOW,基于流固耦合方法对常温压印过程中抗蚀剂的流动进行了有限元模拟,系统地分析了抗蚀剂的初始厚度,留膜厚度,模具的深宽比,占空比,模具下压速度等因素对抗蚀剂流动填充的影响规律。搭建了压印的可视化实验平台,通过该平台对不同工艺条件(包括抗蚀剂的初始厚度,留膜厚度以及模具的下压速度)及软模具结构(深宽比,占空比)下抗蚀剂的流动填充过程及其填充形貌进行了实时观测,并与数值计算结果进行比较。结果表明,在不影响填充效率的情况下,采用低速下压(≤1μm/s)方式,在占空比>0.375,深宽比<2时,填充度可达到90%以上。仿真和实验验证了优化的压印工艺条件和模具结构。另外,本文还引入了增加模板特征高度预留量的概念,可进一步提高复型精度。

滚压印圆柱母光栅的微刻划制造

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接决定高精密机床的制造水平.本文对纳米滚压印技术制造长光栅中的核心部件——圆柱母光栅的制造开展研究,建立了高精度的母光栅刻划制造平台,保证了母光栅制造的精度要求;分析了微尺度毛刺的形成机理和抑制方法,对母光栅材料选择及微尺度刻划工艺参数进行了优化,实现了直径110 mm,周期分别为20μm、10μm和4μm整圈圆柱母光栅的高精度微刻划制造.母光栅刻划总条数为数万条,4μm周期母光栅连续刻划时间超过62 h,最终实现母光栅的首尾拼接误差控制小于300 nm.另外,针对滚压印加工中的填充问题,利用聚焦离子束(FIB)技术制备了V形、梯形等形状金刚石刀具,获得了良好的光栅压印结果.

MMI微压印模板的设计与研究

微纳米压印技术作为代替传统光刻的一种新兴技术,有着重要的应用潜力。近年来在直接加工微器件如微流体、微生物器件,特别是在微平面光学器件方面得到了较快的发展。采用微压印法直接加工聚合物微平面光学器件是一个具有实用价值和研究价值的课题。该文首先讨论并选取了聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA),研究了聚合物多模干涉(MMI)耦合器器件的微压印模板的设计和加工,讨论了压印模板材料的影响。根据典型基于MMI聚合物分光器件模板的设计实例,由聚合物的光学性能和分光要求,设计出模板的几何尺寸,通过微细加工工艺加工出模板,并给出了初步的热压印实验结果。

铅离子印迹聚合物对Pb^(2+)的选择性吸附研究

针对日益严重的水体重金属污染及工业废水处理问题,利用一种由1,12-十二烷-O,O′-二苯基磷酸(DDDPA)和4-乙烯基吡啶作为双功能单体得到新型铅离子印迹聚合物微球,对其吸附及识别性能展开研究,结果表明,铅离子印迹聚合物微球对水中Pb2+有着良好的吸附性能,当溶液pH>5时,就能保持很高的吸附效率.选择性吸附试验研究发现,当共存金属阳离子为Zn2+,Co2+,Ni 2+时,铅离子印迹聚合物微球对目标Pb2+的选择性较好,试验条件下的选择吸附系数分别为86.6,53.0和46.5;铅离子印迹聚合物对Cr3+和Cu2+具有一定的吸附能力,试验条件下的选择吸附系数分别为20.8和9.5.对铅离子印迹聚合物微球的洗脱试验结果表明,洗脱含微量Pb2+的吸附剂时使用低浓度的HNO3就能达到100%脱附.经HNO3脱附后的吸附剂对水中Pb2+的单位饱和吸附量仍然可达90.9mg·g-1,为吸附剂的重复使用提供了依据.

微压印过程中抗蚀剂流动分析

为研究微压印过程中低黏度抗蚀剂流动状态对微压印成形精度的影响,对常温压印过程中抗蚀剂流动进行了有限元分析,系统研究了不同结构的模板占空比、宽厚比等压印工艺条件对抗蚀剂填充的影响,以及抗蚀剂流动对软模具的变形影响,得到了单双峰转换曲线及模具结构对抗蚀剂填充效率的影响曲线,从理论上分析了抗蚀剂流动特性,并进行了实验验证,进一步证明了仿真方法的可行性。

沉淀聚合法制备咖啡因分子印迹聚合物微球

以咖啡因为印迹分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用沉淀聚合法在乙腈溶液中制备了针对咖啡因的分子印迹聚合物微球。对沉淀聚合中单体、引发剂、溶剂用量的比例关系进行探索,并利用平衡结合实验研究了聚合物对印迹分子的吸附性能,结果表明该印迹聚合物微球呈现出较好的结合能力。

PPDO滑扣型血管支架制备方法与性能研究

比较成形工艺对聚对二氧环已酮(PPDO)滑扣式可降解血管支架性能的影响。对微压印和3D打印(3DP)两种聚合物成形工艺进行比较,主要包括其成形表面质量和径向强度两方面。试验结果显示:微压印制备支架内表面Ra0.429、外表面Ra1.24,优于3DP制备支架,而支架内外表面质量的差异化与可控性也更适合血管支架在抑制凝血和置放稳定等临床医学的需要;另外,两种制备方法所制支架的径向强度均高于临床需要的80 k Pa的标准,其中微压印比3DP略高4%。原因可能是微压印制备将PPDO材料的成形温度降低在材料粘流态温度范围内,使该高分子材料的热降解大大降低,较好的保留了原材料的力学性能与强度保障时间。

氧化还原引发制备乙氧酰胺苯甲酯分子印迹微球及其表征

以乙氧酰胺苯甲酯为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,季戊四醇三丙烯酸酯为交联剂,在过氧化苯甲酰和N,N-二甲基苯胺的引发作用下,制备了乙氧酰胺苯甲酯的分子印迹聚合物微球。优化的致孔溶剂为乙腈,模板、单体和交联剂的摩尔比为1∶6∶20。采用高效液相色谱法测定模板分子及其结构类似物的浓度,结合静态平衡吸附实验、吸附动力学实验和选择性评价,对聚合物的吸附性能进行了研究,所得微球的静态吸附量为15.0μmol·g-1,印迹因子为4.93。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪和差示扫描量热仪表征聚合物的理化特性,结果表明,微球的形貌规则,印迹效应显著,热稳定性较好。本研究所采用的氧化还原引发方法具有制备简便、成本低以及特异性好等优点,为分子印迹聚合物的引发制备提供了新思路。

分子印迹毛细管整体柱液相色谱法测定咖啡因

建立了一种新型高选择性分离测定咖啡因的微柱液相色谱法。在该方法中 ,以咖啡因为模板分子 ,经紫外光引发原位聚合制备了分子印迹毛细管整体柱。考察了柱制备过程中影响柱性能的主要因素 ,优化了色谱分离条件。结果显示所制备的分子印迹整体柱对咖啡因具有高度选择性 ,咖啡因与其结构相似物的最高分离度为 2 .5 7。将这一方法用于测定绿茶饮料、百事可乐和复方药片中咖啡因含量 。

硅胶键合型奎宁分子烙印聚合物的合成及性能

用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷修饰的微粒硅胶作基质,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,奎宁为模板,制备得到一种新型的硅胶表面键合分子烙印聚合物(M IP),用红外光谱对聚合物进行了表征;用荧光发射光谱和紫外光谱预测了奎宁分子与MAA相互作用形成的超分子复合物;通过平衡吸附实验评价了所制备聚合物的吸附性能,结果显示,模板聚合物与空白聚合物有较大差异,对模板最大特异性吸附量值为36.4μmol/g,对奎宁与辛可宁的分离因子α达到1.64。

表面接枝分子印迹聚合物微球的合成及评价

将聚苯乙烯-二乙烯苯微球表面功能基化,引入引发转移终止剂(initiator-transfer-terminator agent,iniferter),以活性自由基聚合方式研究了球形树脂表面合成印迹聚合物的方法.在紫外光引发下,以左旋麻黄碱为印迹分子,甲基丙烯酸为功能单体,在接枝Iniferter后的微球表面进行分子印迹聚合物接枝实验,并使用不同的反应条件,探讨了表面接枝印迹层微球制备条件对于识别能力的影响.平衡吸附的结果表明,表面接枝聚苯乙烯-二乙烯苯微球对于印迹分子具有亲和能力及选择性,其识别能力来自于印迹得到的识别位点.

在线分子印迹-化学发光法对食品中苏丹红Ⅰ的测定

以苏丹红Ⅰ作模板分子，用悬浮聚合法制备出微米级苏丹红Ⅰ分子印迹聚合物并将其做成微固相萃取柱，直接安装在流动注射系统的八通阀上，对样品溶液中的苏丹红Ⅰ进行在线分离和富集；经甲醇和甲酸混合洗脱液（体积比2：1）在线洗脱后与酸性高锰酸钾发生化学发光反应。据此建立了在线分子印迹微固相萃取，高锰酸钾氧化苏丹红化学发光测定食品中苏丹红Ⅰ的新方法。结果表明，测定的苏丹红Ⅰ线性范围为1．0×10^-6～7．0×10^-4g／L，方法检出限（3仃）为3×10^-7g／L，11次平行测定1×10^-5g／L苏丹红Ⅰ溶液的化学发光强度相对标准偏差为2．0％。

基于纳米压印技术的光伏器件微三维构型研究

将纳米压印技术应用到三明治结构光伏器件制作.采用具有三维微结构(平行波纹、离散孤岛)软模具,通过纳米压印将定制化微三维结构转印到电子给体层和电子受体层的异质结界面上,以增大异质结界面实际面积,提高光伏效率.通过仿真计算,模拟了通过微结构界面几何改变,提高有效面积内异质结界面实际接触面积,从而增大载流子浓度的过程,优化三维微结构几何特征.典型试验结果证明了光伏器件异质结三维微结构界面对光伏效率的良好效果.

压印溶胶-凝胶材料制备阵列微结构

表面微结构的制备是微光子器件制备过程中一个十分重要的步骤。为了降低工艺复杂性和成本，把软刻技术与溶胶一凝胶材料相结合应用于微光子器件中光路微结构图案的制备。采用软刻工艺，即通过表面带微结构图案的弹性模板压印在玻璃或硅片上溶胶-凝胶来实现微结构图形的转移，研究重复使用PDMS模板来压印出微结构图案。用高倍光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察所制备的溶胶-凝胶材料的表面微结构，分析影响压印结果的因素，获得了畸变小的表面微结构，如线阵结构（1维光栅）和点阵结构（2维光栅结构）图案。

Fe(Ⅲ)分子印迹聚合物微球制备及性能

饮用水中的重金属是给水处理面临的主要问题之一.以油酸为功能单体,二乙烯基苯为交联剂,乙腈为溶剂,应用反相微乳液聚合方法,制备了Fe(Ⅲ)印迹聚合物微球.运用扫描电子显微镜、红外光谱仪和比表面积测定仪等进行了该印迹聚合物微球的表征.研究表明:该聚合物微球外观形貌和内部孔隙清晰分明,具有较大的比表面积和孔体积,对水中的重金属Fe(Ⅲ)具有良好的识别和吸附性能.