双光子光聚合与功能微纳结构制备

随着纳米光电子学及生物医学组织工程领域的发展,器件的小型化、结构多样化及高度集成化,给微纳结构与器件制造领域带来了新的挑战。本文围绕飞秒激光双光子聚合技术,简要综述了双光子光聚合基本原理与双光子引发剂分子的研究进展,并对飞秒激光双光子聚合技术在功能微纳结构与器件制备中的应用及发展前景进行了展望。     

量子点组装还原制备多种金属微纳结构的研究

通过飞秒激光加工组装了CdTe量子点微纳结构,该微纳结构保留了量子点的特性.利用量子点表面的原子失配对金属离子进行还原,实现了多种金属如银、铜、锌、铂、铬和铁等微纳结构的制备.该微纳结构保留了金属的性质.其中,铜微钠结构的电导率约为2.7×105S/m.     

三维立体结构微纳电极研究

基于体硅加工工艺和纳米材料技术,研制微电机系统(MEMS)尺度敏感微结构与纳米铂颗粒的复合结构,提高微电极电化学性能,制备具有三维立体微结构的安培型微电极传感器.利用硅的各向异性湿法腐蚀技术在毫米级的工作电极表面实现微米级的锥体形微池阵列,以H2O2为检测对象考察立体电极结构对传感器性能的改进效果,实验证明,立体结构的设计使传感器具有更低的检出限(8 μmol/L)及更高的灵敏度(在 0～200 μmol/L浓度范围内检测灵敏度提高约85%),且具有较好的线性和重复性.利用电化学方法在电极表面沉积铂黑,通过微观形貌分析和电化学特性考察,比较了在平面微电极和立体微电极上修饰纳米材料的效果.立体结构为电沉积铂纳米颗粒提供了更为理想的微环境,改善了纳米材料修饰的效果;立体结构微电极与纳米颗粒的尺寸效应相结合,进一步提高了电极的催化效率和电化学特性.     

微纳加工技术在超微电极制备中的应用

从电极材料、绝缘材料、薄膜的图形化等方面,评述了微纳加工技术在单超微电极和超微电极阵列制备中的应用。在单超微电极的制备中,随着微纳加工技术的引入,可以实现具有规则几何形状和微小电极尖端的单超微电极的重复性制备。     

电化学微/纳米加工技术

介绍电化学微／纳米加工技术，特别是厦门大学电化学微／纳米加工课题组建立起来的约束刻蚀剂层技术，旨在让广大师生了解这一特种加工技术，共同促进我国电化学微／纳米加工技术的研究及产业化进程。     

高分子表面微纳米结构的构筑及应用

近年来,纳米科技在高分子材料上的应用给高分子科学和材料的发展注入了新的活力.高分子材料表面微纳米结构与材料的性能密切相关,其微纳米结构结合高分子材料本身丰富多彩的特性,在材料科学、微电子学以及细胞生物学等方面都有重要的科学意义和应用价值.目前关于高分子材料表面微纳米结构的构筑已有大量报道,涉及的实验方法和材料非常广泛,大体上可以分为模板法和非模版法.在运用中往往需要综合利用高分子的各种特性和多种实验方法.本文以构筑方法分类,综述了近十几年来在高分子表面构筑微纳米结构的研究进展,对其应用前景做了简要介绍.     

微纳结构柔性压力传感器的制备及应用

柔性压力传感器是一种能够感知或监测外界压力变化的柔性电子器件,具备灵敏度高、形变灵活、制备工艺简单等特点,在可穿戴式电子产品、健康医疗、软体机器人、人机交互等新兴领域具有广泛而重要的应用。灵敏度、检测极限、响应时间与循环工作稳定性是柔性压力传感的核心性能指标,微纳结构的引入对提高柔性压力传感器综合性能具有重要作用。本文根据微纳结构的主要类型介绍了基于微纳结构的柔性压力传感器的最新研究进展,包括各种不同形貌微纳结构对柔性压力传感器性能的影响及其在柔性压力传感器中的应用,并对柔性压力传感器未来的发展提出展望。     

基于微纳结构的高灵敏度柔性压力传感器

近年来,随着互联网和人工智能的发展和普及,轻薄便捷、电子性能优异的柔性压力传感器作为可穿戴电子设备的核心器件,拥有了越来越广阔的市场。柔性压力传感器具有灵活柔韧、可折叠、传感性能优异等优点,因而在电子皮肤、运动检测、医疗监测和人机界面等方面已引起广泛的关注。构筑微纳结构是提高压力传感器灵敏度和传感性能的关键。基于此,本文首先总结了高灵敏度压力传感器的传感机制(压阻式、电容式、压电式和摩擦电式)和关键性能参数(灵敏度、压力检测范围、检测限、响应/恢复时间、循环稳定性和线性度等),然后归纳了利用基材构建表面微纳结构(微凸结构、荆棘结构和褶皱结构)和利用导电材料构建微纳结构(微球结构、海胆状结构、蜂窝状结构)的柔性压力传感器的研究进展及其优缺点,总结了基于微纳结构的高灵敏度柔性压力传感器在脉搏监测、电子皮肤、运动检测和人机界面等方面的应用现状。最后,从今后应用的角度出发,概述了高灵敏度柔性压力传感器即将面临的挑战及未来发展方向。     

基于水滴模板法的微纳复合超疏水结构制备的研究

利用粒子辅助水滴模板法的实施获得规则蜂窝状图案化多孔结构模板,并进一步利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制转移技术获得表面具有微米尺寸蜂窝状突起阵列的反向图案化结构.以这种图案化突起结构作为微米尺寸所提供的微米级粗糙度为基础,设计了2种的简单的二次纳米结构的引入过程,最终实现了微米级阵列和纳米级粗糙度的复合.第一种方法借助银镜反应来实现纳米银结构的化学沉积,最终在PDMS阵列表面获得了致密的纳米银颗粒沉积层,并成功获得了表面接触角达166度的超疏水性质.第二种方法利用了聚电解质/二氧化硅粒子层层静电自组装的方法引入纳米结构,结果在仅仅进行了2个组装循环的条件下即可获得超疏水性质的表面复合结构.通过简单的实验设计试图提供一种基于水滴模板法的微纳复合超疏水结构的普适性制备方法.     

LaCl3和Fe2(SO4)3对化学镀Ni-W-P的影响

三氯化镧;硫酸铁;非晶沉积;LaCl3和Fe2(SO4)3对化学镀Ni-W-P的影响     

微流控技术在微/纳米材料合成中的研究进展

微/纳米材料因其尺度的微小而具有异于宏观材料的特殊性质, 在多个领域都有着丰富的应用. 近年来, 微流控技术因其微量、高效、高通量、微型化、集成化和自动化等独特的优势在微/纳米材料的合成中引起了广泛的关注. 本综述从微反应器的结构形式及反应方式两个角度进行分类, 介绍了微流控技术在无机材料、有机材料和复合材料中的具体应用, 并对该领域未来的主要发展趋势进行了展望. 微流控技术为微/纳米材料的合成提供了新的思路和方法, 在工业生产和学术研究中都蕴含着丰富的可能性和巨大的潜力.     

基于微纳结构液体灌注的超滑表面的制备与应用

超滑表面利用其基底上的微纳结构通过毛细作用将润滑油等液体锁定在孔隙中,孔隙中浸润的润滑油在基底形成一层动态油膜,油膜与不溶液体的液-液界面代替了固体与液体的固-液界面,从而大幅减少了滑动阻力。与传统具有类似低滚动角特性的超疏水和超疏油表面相比,孔隙中填充润滑油比空气具有更好的压力稳定性,而且润滑油的毛细流动性使得超滑表面具有良好的自修复能力。由于其明显的优势,近些年超滑表面已成为国际学术界研究热点,应用也拓展到防结冰、强化传热、减阻、抗生物黏附、微流控等领域。目前超滑表面研究仍存在重要挑战,例如如何避免润滑油的挥发带来的性能退化、如何针对各种材质和结构设计合适的加工工艺制备微纳结构等,这些问题限制了超滑表面的广泛应用。本文综述了超滑表面的制备工艺以及应用,分析了现存的问题,并且对超滑表面未来的发展趋势进行了展望。     

NH4F对化学镀镍液的作用机理及镀层性能的影响

氟元素是周期表中最活泼的非金属元素,有着最强的电负性,氟化物有着特殊的化学性能。关于氟化物在化学镀镍磷工艺中的应用已有报道,在镁基体上化学镀的前处理过程中,常用氢氟酸或氟化氢铵来进行活化处理;硅片表面上的化学镀也通常用HF与HNO3或HCl的混酸来活化,使硅片表面产生Si-H键。另外,如果在化学镀液中添加少量的氟化钠,则起到加速的作用[1]。对于氟化物在化学镀镍磷工艺中的报道仅限于此,未见有关氟化物在化学镀中其它作用的研究。鉴于此,本工作以氟化铵为研究对象,对其在弱碱性的条件下对化学镀液的缓冲能力、沉积速度以及所得镀层性能的影响进行了研究。     

聚合物基微纳米功能复合材料3D打印加工的研究

高分子材料3D打印加工可制备传统加工不能制备的形状复杂的高分子制件,是近年来发展很快的先进制造技术。但适用于3D打印加工的高分子材料种类少,结构功能单一,难以制备高分子功能器件。本文介绍了我们在聚合物基微纳米功能复合材料3D打印加工方面的研究工作:通过有机/无机杂化、固相剪切碾磨、超声辐照、分子复合等技术制备适合于选择性激光烧结(SLS)和熔融沉积成型(FDM)的聚合物基微纳米功能复合材料;实现了聚合物基微纳米功能复合粉体的SLS加工和功能复合丝条的FDM加工;研究了3D打印低维构建、层层叠加、自由界面成型、复杂固-液-固转变过程;建立了功能复合粉体球形化技术,发明了直接熔融挤出新型FDM打印机;制备了常规加工方法不能制备的数种形状复杂的功能器件,如尼龙11/钛酸钡压电器件、柔性聚氨酯/碳纳米管传感器、个性化人颌骨模型等,突破了传统加工难以制备复杂形状制品和目前3D打印难以制备功能制品的局限。     

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能;非晶态合金催化剂     

Design and Fabrication of Tubular Micro/Nanomotors via 3D Laser Lithography

Catalytic tubular micro/nanomachines convert chemical energy from a surrounding aqueous fuel solution into mechanical energy to generate autonomous movements, propelled by the oxygen bubbles decomposed by hydrogen peroxide and expelled from the microtubular cavity. With the development of nanotechnology, micro/nanomotors have attracted more and more interest due to their numerous potential for in vivo and in vitro applications. Here, highly efficient chemical catalytic microtubular motors were fabricated via 3D laser lithography and their motion behavior under the action of driving force in fluids was demonstrated. The frequency of catalytically‐generated bubbles ejection was influenced by the geometrical shape of the micro/nanomotor and surrounding chemical fuel environment, resulting in the variation in motion speed. The micro/nanomotors generated with a rocket‐like shape displayed a more active motion compared with that of a single tubular micro/nanomotor, providing a wider range of practical micro‐/nanoscale applications in the future.     

Ink‐Jet Printing,Self‐Assembled Polyelectrolytes,and Electroless Plating: Low Cost Fabrication of Circuits on a Flexible Substrate at Room Temperature

Summary: The driving forces behind the development of flexible electronics are their flexibility, lightweightedness, and potential for low‐cost manufacturing. However, because of physical limitations, traditional thermal processes cause deformations in the flexible substrate. As a result, the adhesion quality of the printed wires is deteriorated. This article reviews recent developments in printing circuits on a flexible substrate by combining self‐assembled polyelectrolytes, ink‐jet printing of a catalyst, and electroless plating of metals. The limitations and potential applications of this technology are also discussed. Experiments implementing this technology demonstrated significant results. By a vibration‐induced assistance during an ink‐jet printing catalyst process, line width and blurring can be controlled to within ±3% variation. Following the IPC 6013 standard for flexible electronics, the results after thermal cycling (288 °C, 6 times) and a hot oil test (260 °C, 3 times) indicated that the metallic circuit had retained excellent adhesion properties and electric characteristics. We also report the first successful demonstration of a metal film in a via‐hole inner wall on a flexible substrate. This novel fabrication method is ideal for the realization of large area, flexible electronics and future multilayer flexible substrate application, such as flexible display, chip on flexible substrate, etc., particularly where traditional lithographic processes can not be applied.

Flexible high‐density circuit on an FR‐4 substrate (left) and picture of via hole with copper inner wall (right).