一种形状记忆微结构薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种形状记忆微结构薄膜，包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm‑1cm，所述形状记忆微结构薄膜可在外界刺激作用下发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。以该形状记忆微结构薄膜为模板可实现多种不同微结构形貌的高精度复制，且工艺简单高效，成本低；该薄膜也可应用于调控液滴的运动方向及细胞的定向分化；该形状记忆微结构薄膜具有优异的形状记忆功能，可实现多次重复利用。

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆微结构薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及微结构制备
，特别是涉及一种形状记忆微结构薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
形状记忆聚合物(ShapeMemoryPolymers，SMPs)，又称形状记忆高分子，是指具有初始形状的制品在一定的条件下改变其初始形状并固定后，通过外界刺激(如热、光、磁、电、化学感应等)又可恢复其初始形状的高分子材料。迄今开发的形状记忆高分子材料都具有两相结构，即包括能够固定和保持其成型物品固有初始形状的固定相(fixedphase)，以及在一定条件下能可逆地发生软化与固定，从而获得二次形状的可逆相(reversiblephase)。然而，目前大多数形状记忆材料的研究主要停留在宏观层面，而利用外界刺激对微观结构的调控来影响其宏观性质，进而实现形状记忆材料在微纳米尺度应用的报道很少。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种形状记忆微结构薄膜，其表面微结构在外界刺激下可诱导形成所需临时形状，固定后，再次施加外界刺激又可恢复至初始形貌，以其为模板可实现多种不同微结构形貌的高精度复制，且工艺简单高效，成本低；其也可应用于调控液滴的运动方向及细胞的定向分化，且具有普适性；此外该形状记忆微结构薄膜具有优异的形状记忆功能，可实现多次重复利用。具体地，第一方面，本专利技术提供了一种形状记忆微结构薄膜，包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm-1cm，所述形状记忆微结构薄膜可在外界刺激下发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。本专利技术实施方式中，所述微结构包括凸起或凹坑，多个所述微结构呈周期性排布或非规则排布。本专利技术实施方式中，所述凸起和凹坑的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、梯形、弧形、多边形或不规则图形。本专利技术实施方式中，构成所述形状记忆聚合物薄膜基体的材质包括热致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物和化学感应型形状记忆聚合物中的至少一种。本专利技术实施方式中，所述外界刺激包括力、热、光、磁、电、超声、化学刺激中的一种或多种。相应地，本专利技术第二方面提供了一种形状记忆微结构薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供基底，在所述基底表面形成预设微结构，得到具有预设微结构的基底；提供形状记忆微结构薄膜合成原料，以所述具有预设微结构的基底作为母模板，通过成型工艺制备得到形状记忆微结构薄膜，所述形状记忆微结构薄膜包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm-1cm，所述微结构与所述预设微结构的形状结构相反，所述形状记忆微结构薄膜在外界刺激作用下可发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。本专利技术实施方式中，所述预设微结构包括呈周期性排布或非规则排布的凸起或凹坑。本专利技术实施方式中，所述形状记忆微结构薄膜合成原料包括热致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物和化学感应型形状记忆聚合物中的至少一种。本专利技术实施方式中，所述成型工艺包括复制模塑、转移微模塑、毛细微模塑、溶剂辅助微模塑、热压印、紫外压印、微接触印刷、逆热压印、逆紫外压印和自组装中的至少一种。本专利技术还提供了本专利技术第一方面所述的形状记忆微结构薄膜在微结构制备
中的应用。本专利技术实施方式中，所述应用为所述形状记忆微结构薄膜在制备具有微结构形貌薄膜中的应用，具体包括：在外界刺激下使所述形状记忆微结构薄膜发生预设形变，固定后获得一具有临时形状微结构的形状记忆微结构薄膜，再以所述具有临时形状微结构的形状记忆微结构薄膜为模板，通过成型工艺制备得到具有微结构形貌的薄膜，重新施加所述外界刺激，所述形状记忆微结构薄膜恢复成初始形状。本专利技术实施方式中，所述预设形变包括微结构的间距增加、间距减少、倾斜、倾倒、高度或深度增加、高度或深度减小、图案拉长、图案缩短和扭转中的至少一种。本专利技术还提供了本专利技术第一方面所述的形状记忆微结构薄膜在调控液滴运动方向中的应用，所述应用包括：在外界刺激下使所述形状记忆微结构薄膜发生预设形变，固定后获得一具有临时形状微结构的形状记忆微结构薄膜，通过局部施加所述外界刺激使所述形状记忆微结构薄膜局部恢复原貌，实现液滴运动方向的调控。本专利技术还提供了本专利技术第一方面所述的形状记忆微结构薄膜在细胞定向分化中的应用，所述应用包括：在外界刺激下使所述形状记忆微结构薄膜发生预设形变，固定后获得一具有临时形状微结构的形状记忆微结构薄膜，以所述具有临时形状微结构的形状记忆微结构薄膜作为培养基底，进行细胞培养，所述细胞沿所述临时形状微结构定向分化。本专利技术提供的形状记忆微结构薄膜，其表面微结构在外界刺激下可诱导形成所需临时形状，固定后又可在外界刺激下恢复至初始形貌，以该形状记忆微结构薄膜为模板用于具有微结构薄膜的制备可实现多种不同微结构形貌的高精度复制；该形状记忆微结构薄膜应用于调控液滴的运动方向和细胞的定向分化具有普适性，效果明显；该形状记忆微结构薄膜具有优异的形状记忆功能，可实现多次重复利用。本专利技术的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本专利技术实施例的实施而获知。附图说明图1是本专利技术一实施方式中的形状记忆微结构薄膜的制备方法流程图；图2是本专利技术实施例1制得的形状记忆微结构薄膜的显微镜图；图3是利用本专利技术实施例1的形状记忆微结构薄膜的临时形状复制得到的聚二甲基硅氧烷微结构形貌薄膜的SEM图；图4是本专利技术实施例2制得的形状记忆微结构薄膜的显微镜图；图5是本专利技术实施例10制得的形状记忆微结构薄膜的显微镜图。具体实施方式以下所述是本专利技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术实施例的保护范围。本专利技术实施例提供了一种形状记忆微结构薄膜，包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm-1cm，所述形状记忆微结构薄膜在外界刺激下可发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。本专利技术实施方式中，所述微结构包括凸起或凹坑，多个所述微结构呈周期性排布或非规则排布。所述凸起和凹坑的具体形状本专利技术不作特殊限定，可根据实际需要设定。可选地，所述凸起和凹坑的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、梯形、弧形、多边形或不规则图形。可选地，所述微结构的尺寸为10nm-1000μm。进一步地，所述微结构的尺寸为20nm-100nm、1μm-500μm、100μm-300μm。可选地，任意相邻两个所述微结构之间的间距为10nm-1000μm。进一步地，所述间距为20nm-100nm、10μm-500μm、100μm-250μm。本专利技术实施方式中，构成所述形状记忆聚合物薄膜基体的材质包括热致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物和化学感应型形状记忆聚合物中的至少一种。可选地，所述形状记忆聚合物薄膜基体的厚度为20nm-2cm。本专利技术实施方式中，所述外界刺激包括力、热、光、磁、电、超声、化学刺激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆微结构薄膜，其特征在于，包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm‑1cm，所述形状记忆微结构薄膜可在外界刺激作用下发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆微结构薄膜，其特征在于，包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm-1cm，所述形状记忆微结构薄膜可在外界刺激作用下发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。2.如权利要求1所述的形状记忆微结构薄膜，其特征在于，所述微结构包括凸起或凹坑，多个所述微结构呈周期性排布或非规则排布。3.如权利要求1所述的形状记忆微结构薄膜，其特征在于，所述凸起和凹坑的横截面为圆形、椭圆形、三角形、方形、梯形、弧形、多边形或不规则图形。4.如权利要求1所述的形状记忆微结构薄膜，其特征在于，构成所述形状记忆聚合物薄膜基体的材质包括热致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物和化学感应型形状记忆聚合物中的至少一种。5.如权利要求1所述的形状记忆微结构薄膜，其特征在于，所述外界刺激包括力、热、光、磁、电、超声、化学刺激中的一种或多种。6.一种形状记忆微结构薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供基底，在所述基底表面形成预设微结构，得到具有预设微结构的基底；提供形状记忆微结构薄膜合成原料，以所述具有预设微结构的基底作为母模板，通过成型工艺制备得到形状记忆微结构薄膜，所述形状记忆微结构薄膜包括形状记忆聚合物薄膜基体和设置于所述形状记忆聚合物薄膜基体表面的多个微结构，所述微结构的尺寸为10nm-1cm，所述微结构与所述预设微结构的形状结构相反，所述形状记忆微结构薄膜可在外界刺激作用下发生形变，固定后，再次施加所述外界刺激又可恢复成初始形状。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预设微结构包括呈周期性排布或非规则排布的凸起或凹坑。8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述形状记忆微结构薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜学敏，王娟，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44