一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置制造方法及图纸

一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，首先利用涂胶装置一、涂胶装置二将压印胶苄基硫醇钯均匀涂抹到衬底一、衬底二表面，然后压印装置一、压印装置二分别对衬底一、衬底二进行压印得到带有纵向光栅结构的衬底一、带有横向光栅结构的衬底二，对衬底一进行高温处理一小时使苄基硫醇钯光栅转化为金属钯光栅，然后在压印装置三的作用下横向光栅脱离衬底二，并粘附到纵向光栅上形成叠堆结构，再进行一小时的高温处理使横向苄基硫醇钯光栅转化为金属钯光栅，得到超疏水微结构。本实用新型专利技术通过使用辊对辊压印，使用纳米压印与化学相结合的方法制备超疏水微结构，可轻易制备出复合结构，避免衬底多次取放，减少制备时间与对准误差，成本大大降低。

A nano imprinting device for preparing superhydrophobic microstructure

【技术实现步骤摘要】
一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置
本技术涉及纳米压印领域，尤其是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置。
技术介绍
纳米压印技术相比于传统的光刻技术拥有成本低，产量高，工艺简单的优点，如今已经成为各大高校和研究机构的热门课题。其原理是通过纳米压印的方式在压印胶上复刻出与模板上的微结构互补的纳米微结构，然后再使用化学刻蚀等方式对复刻出的纳米微结构进行处理，最终制成具有纳米结构的半导体材料。目前，纳米压印技术可以分为三大类：热压印技术、紫外压印技术和微接触印刷技术，本技术主要采用热压印技术来制备超疏水微结构。热压印技术是：首先在衬底上涂上一层热塑性聚合物压印胶，其次将压印胶加热到玻璃化温度，再次用模板对准压印胶下压，使压印胶完全填充到模板图案中，最后冷却固化脱模，得到所要制备的超疏水微结构。超疏水微结构在生物医学、太阳能应用和汽车工业等领域广泛应用，其中带有叠堆结构的超疏水微结构的疏水效果更好。但是如何大批量、低成本制备超疏水叠堆微结构是目前面临的一大难题。现如今制备复杂的纳米超疏水叠堆微结构大多采用电子束光刻技术，但是存在电子束光刻技术成本太高，效率太低，不适合大批量生产等难题。目前研究人员开始研究通过效率更高、成本更低的纳米压印技术来制备超疏水叠堆微结构，以满足各大领域对超疏水微结构的巨大需求。但是利用纳米压印方法制备带有叠堆结构的超疏水结构需要多次压印，多次取放，既耗时，又影响对准精度，且需要的模板复杂，价格昂贵，操作困难。在公布号CN107964114的技术中，利用阳极化反应获得具有多孔结构氧化铝模板，将PMMA溶解配制成溶液，然后将溶液铺设于氧化铝模板表面上，最后进行加热冷却除去模板，获得具有超疏水功能的纳米薄膜。但该制备方法仍然有一定的不足，该方法使用化学方法制备，相比于利用纳米压印方法制备，一是该方法制备过程太复杂，耗时长，二是该方法难以制备出复合结构。
技术实现思路
为解决超疏水微结构的制备问题，本技术提出了一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置包括机架、底板、加热装置、压印装置、涂胶装置一、涂胶装置二、热处理装置、放卷辊一、放卷辊二、收卷装置，其中机架通过螺钉连接在底板上，涂胶装置一和涂胶装置二均通过螺钉固定在机架上，压印装置通过轴承配合在机架上，加热装置通过螺钉固定于机架上，热处理装置通过螺钉固定于机架上，放卷辊一、放卷辊二、收卷装置均通过轴承配合在机架上。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的加热装置包括加热辊一、加热辊二和加热辊三，其中加热辊一、加热辊二和加热辊三均可以调节温度。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的压印装置包括压印辊一、压印辊二、压印辊三、衬底一、衬底二、支撑辊、伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三，其中压印辊一、压印辊二、压印辊三和支撑辊均通过轴承配合在机架上，衬底一由放卷辊一、加热辊一、加热辊三、收卷辊一支撑，衬底二由放卷辊二、加热辊二、支撑辊、收卷辊二支撑，伺服电机一通过螺钉固定在机架上，且伺服电机一与压印辊一连接，伺服电机二通过螺钉固定在机架上，且伺服电机二与压印辊二连接，伺服电机三通过螺钉固定在机架上，且伺服电机三与压印辊三连接。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：压印辊一、压印辊二上分别有微纳结构不同的模板图案，其中压印辊一上的模板一为纵向光栅结构，压印辊二上的模板二为横向光栅结构。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的涂胶装置一包括涂胶箱一和涂胶辊一，其中涂胶辊一通过轴承配合于涂胶箱一上，涂胶箱一与机架通过螺钉连接，涂胶箱一中有光刻胶。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的涂胶装置二包括涂胶箱二和涂胶辊二，其中涂胶辊二通过轴承配合于涂胶箱二上，涂胶箱二与机架通过螺钉连接，涂胶箱二中有光刻胶。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的热处理装置包括热处理装置一和热处理装置二，其中热处理装置一和热处理装置二均可以调节温度，热处理装置一和热处理装置二均通过螺钉固定于机架上。根据本技术的目的提供一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的收卷装置包括收卷辊一、收卷辊二、伺服电机四，伺服电机五，收卷辊一、收卷辊二通过轴承配合在机架上，伺服电机四通过螺钉固定在机架上，且伺服电机四与收卷辊一连接，伺服电机五通过螺钉固定在机架上，且伺服电机五与收卷辊二连接。]本技术具有以下明显优点：通过利用苄基硫醇钯光栅结构在250℃高温处理下转换化为金属钯光栅结构的化学属性，利用纳米压印方法制备叠堆超疏水结构，制备原理简单，可轻易制备出复合结构；通过辊对辊组合压印制备超疏水微结构，可以一次性制备出超疏水叠堆微结构，避免了多次取放影响对准精度和易对衬底上图案造成污染的问题，大大节约了制备的时间；通过辊对辊组合压印制备超疏水微结构，其只需使用具有光栅的简单模板就能制备复杂的带有叠堆结构的超疏水微结构，相较于使用电子束技术制备超疏水微结构，所需成本大大降低。附图说明图1是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置的结构示意图；图2是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置的内部结构示意图；图3是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置的前视图；图4是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置的俯视图；图5是模板一和模板二的结构示意图；图6是压印出的纵向苄基硫醇钯光栅的结构示意图；图7是压印出的纵向金属钯光栅的结构示意图；图8是压印出的横向苄基硫醇钯光栅的结构示意图；图9是纵向金属钯光栅叠堆上横向苄基硫醇钯光栅的结构示意图；图10是超疏水微结构的结构示意图；图11是一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置的工作流程图；附图标记说明1-机架、2-底板、3-加热装置、4-压印装置、5-涂胶装置一、6-涂胶装置二、7-热处理装置、8-放卷辊一、9-放卷辊二、10-收卷辊装置、301-加热辊一、302-加热辊二、303-加热辊三、401-压印辊一、402-压印辊二、403-压印辊三、404-衬底一、405-衬底二、406-支撑辊、407-伺服电机一、408-伺服电机二、409-伺服电机三、501-涂胶箱一、502-涂胶辊一、601-涂胶箱二、602-涂胶辊二、701-热处理装置一、702-热处理装置二、1001-收卷辊一、1002-收卷辊二、1003-伺服电机四、1004-伺服电机五、40101-模板一、40201-模板二、40401-微结构一、40402-微结构二、40403-叠堆结构、40404-超疏水微结构、40501-微结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置包括机架、底板、加热装置、压印装置、涂胶装置一、涂胶装置二、热处理装置、放卷辊一、放卷辊二、收卷装置，其中机架通过螺钉连接在底板上，涂胶装置一和涂胶装置二均通过螺钉固定在机架上，压印装置通过轴承配合在机架上，加热装置通过螺钉固定于机架上，热处理装置通过螺钉固定于机架上，放卷辊一、放卷辊二和收卷装置均通过轴承配合在机架上。/n

【技术特征摘要】
1.一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置包括机架、底板、加热装置、压印装置、涂胶装置一、涂胶装置二、热处理装置、放卷辊一、放卷辊二、收卷装置，其中机架通过螺钉连接在底板上，涂胶装置一和涂胶装置二均通过螺钉固定在机架上，压印装置通过轴承配合在机架上，加热装置通过螺钉固定于机架上，热处理装置通过螺钉固定于机架上，放卷辊一、放卷辊二和收卷装置均通过轴承配合在机架上。


2.根据权利要求1中所述的一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的加热装置包括加热辊一、加热辊二和加热辊三，其中加热辊一、加热辊二和加热辊三均通过螺钉固定在机架上，且都可以调节温度。


3.根据权利要求1中所述的一种可制备超疏水微结构的纳米压印装置，其特征在于：所述的压印装置包括压印辊一、压印辊二、压印辊三、衬底一、衬底二、支撑辊、伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三，其中压印辊一、压印辊二、压印辊三和支撑辊均通过轴承配合在机架上，衬底一由放卷辊一放出，衬底二由放卷辊二放出，伺服电机一通过螺钉固定在机架上，且伺服电机一与压印辊一连接，伺服电机二通过螺钉固定在机架上，且伺服电机二与压印辊二连接，伺服电机三通过螺钉固定在机架上，且伺服电机三与压印辊三连接。


4.根据权利要求3中所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷岩，陈斯，康洺硕，徐贞潘，颜家瑄，戴得恩，徐宏宇，李先耀，张昭杰，冯开拓，易正发，刘骜，卢发祥，段星鑫，辛成磊，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22