Small:形状记忆微/纳米图案的发展和应用

随着科学技术的不断发展,材料以及工艺方法等得到了极大的发展。在此过程中,形状记忆微/纳米图案在形状记忆材料的基础上逐渐发展起来。利用微/纳米图案技术在材料表面构建微/纳米结构,实现表面特定功能。形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer, SMP)是一种智能材料,或者称为刺激响应性材料。在特定的外部刺激下,例如温度、电场、磁场、酸碱度等改变的情况下,能够回复到初始形状的材料。SMP具有良好的形状回复性、较低的密度、容易控制、价格低等优点。由于这些优势,SMP被广泛应用于航空航天、生物医学、纺织、温度传感器、微光学器件和微流体等领域。

SMP作为一种智能材料,能够在环境改变的情况下使得形状发生改变。然而,目前大多研究集中于宏观的形状记忆性能,对于微米或者纳米级别的形状记忆效应研究还不够深入,难以满足日益增多的产品需求。近年来,随着对于SMP研究的增加,关于形状记忆微/纳米图案表面的研究也逐渐增多。通过SMP和微图案化技术结合形成的形状记忆微/纳米图案是SMP的一个新的研究方向,利用SMP表面微米甚至纳米尺度的变化使得SMP的宏观物理性能发生变化,形成了一系列多功能形状记忆性能的微结构表面。

江南大学青年教师李文兵、硕士研究生刘均澔和哈尔滨工业大学刘彦菊教授、冷劲松院士系统性地介绍了形状记忆微/纳米图案的类别,包括微/纳米沟槽、柱阵列、孔、褶皱、裂纹等,此外,还对形状记忆微/纳米图案的制备方法进行了总结,包括热压印光刻法、复制模刻法、自组装法等。最后对各个领域的潜在应用进行了归纳总结,例如智能胶粘剂、可调超浸润性、微光学、生物医学等领域,并提出了形状记忆微/纳米图案的不足以及未来的发展方向。

上述研究得到中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP12031)和江苏省双创博士资金([2020]30822)的资助。

论文信息:

Application and Development of Shape Memory Micro/Nano Patterns

Wenbing Li*, Junhao Liu, Lei Chen,Wanting Wei, Kun Qian, Yanju Liu*, Jinsong Leng

Small

DOI: 10.1002/smll.202105958

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202105958