一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶及其应用制造技术

本发明专利技术属于激光直写技术领域，更具体地，涉及一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶及其应用。其将自由基单体、自由基光引发剂、自由基交联剂、阳离子单体和阳离子光引发剂混合均匀，得到复合型光刻胶，然后将飞秒激光聚焦在复合型光刻胶之中，控制飞秒激光的波长、功率及加工速度，使自由基体系和阳离子体系分别聚合交联，从而形成不同材料的三维微纳结构。本发明专利技术方法只需使用一种光刻胶前驱体即可在同一微纳结构内实现多组分的高精度材料集成，且仅经过一次显影过程，操作步骤简单。同时，其控制手段稳定简便，不需要添加其他组件，可直接应用于大部分微纳激光3D打印装置。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶及其应用
本专利技术属于激光直写
，更具体地，涉及一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶及其应用。
技术介绍
近年来人们对光电功能器件微型化、集成化的要求日益增加，为了实现在微纳尺度下对材料进行合成、加工、组装和进一步集成为微纳器件，微纳加工技术应运而生。现有的微纳增材制造技术包括激光直写、纳米压印、静电纺丝、喷墨打印等，其中飞秒激光双光子聚合直写技术凭借其高加工分辨率和真三维制造等优点，受到国内外研究者们的广泛关注。飞秒激光双光子聚合直写的机理主要是利用飞秒激光诱导前驱体内光引发剂进行双光子吸收产生自由基，产生的自由基与前驱体内的单体发生光聚合反应形成不溶于溶剂的聚合物，并通过控制激光光点的移动路径实现微纳三维结构的制备。目前，飞秒激光双光子聚合直写技术已经被广泛应用于光子晶体、微纳传感器和细胞支架等领域。随着对微纳器件的不断研究，研究者们发现在许多场景中往往需要集成多材料的三维制造，例如在智能响应性器件中需要集成不同应变特性的材料来实现复杂的动作，在细胞支架中需要利用不同材料实现对特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶，其特征在于：包括自由基体系组分和阳离子体系组分，所述自由基体系组分包括自由基单体、自由基光引发剂和自由基交联剂，所述阳离子体系组分包括阳离子单体和阳离子光引发剂；/n所述自由基体系组分和所述阳离子体系组分分别用于在不同波长的聚焦激光束作用下聚合交联形成包含不同材料的三维微纳结构，其中所述多材料三维微纳结构包括由所述自由基体系组分在第一聚焦激光束作用下聚合交联形成的自由基聚合物，即第一材料；也包括由所述自由基体系组分和所述阳离子体系组分共同在第二聚焦激光束作用下聚合交联形成的共聚物，即第二材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备多材料三维微纳结构的复合型光刻胶，其特征在于：包括自由基体系组分和阳离子体系组分，所述自由基体系组分包括自由基单体、自由基光引发剂和自由基交联剂，所述阳离子体系组分包括阳离子单体和阳离子光引发剂；
所述自由基体系组分和所述阳离子体系组分分别用于在不同波长的聚焦激光束作用下聚合交联形成包含不同材料的三维微纳结构，其中所述多材料三维微纳结构包括由所述自由基体系组分在第一聚焦激光束作用下聚合交联形成的自由基聚合物，即第一材料；也包括由所述自由基体系组分和所述阳离子体系组分共同在第二聚焦激光束作用下聚合交联形成的共聚物，即第二材料。


2.根据权利要求1所述的复合型光刻胶，其特征在于：所述自由基单体为丙烯酸树脂类单体；所述自由基光引发剂为Irg.819或苯磷酰类引发剂，所述自由基交联剂为多官能团丙烯酸酯类交联剂或多官能团甲基丙烯酸酯类交联剂；所述阳离子单体为环氧类阳离子单体；所述阳离子交联剂为三芳基锍六氟锑酸盐混合物或三芳基硫鎓盐。


3.根据权利要求2所述的复合型光刻胶，其特征在于，所述复合型光刻胶中各组分的配比为：自由基单体:自由基光引发剂:自由基交联剂:阳离子单体:阳离子光引发剂＝(0.1～0.3)ml:(5-10)mg:(0.1～0.3)ml:(0.6～0.7)g:(40～80)μl；优选为(0.1～0.3)ml:(5-10)mg:0.3ml:(0.6～0.7)g:(40～80)μl。


4.根据权利要求1所述的复合型光刻胶，其特征在于：所述复合型光刻胶为在避光条件下将所述自由基单体、自由基光引发剂、自由基交联剂、阳离子单体、阳离子光引发剂充分混合后制得。


5.根据权利要求4所述的复合型光刻胶，其特征在于：所述充分混合为磁力搅拌，所述搅拌条件为搅拌至少12h，搅拌速度为600～1000rpm/min。


6.根据权利要求1至5任一项所述的复合型光刻胶在...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，喻克望，徐一诺，王莹琛，焦玢璋，刘耘呈，范旭浩，高辉，邓磊敏，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42