高分子微透鏡的水-冰可逆過渡轉(zhuǎn)化方法制備及其應(yīng)用的研究.pdf

1、高分子微透鏡的高分子微透鏡的水冰可逆過渡轉(zhuǎn)化冰可逆過渡轉(zhuǎn)化方法方法制備及其應(yīng)用的研究應(yīng)用的研究Polymermicrolenswatericereversibletransitionprocessofpreparationapplication學(xué)科專業(yè)：材料工程（材料學(xué)）研究生：崔燦指導(dǎo)教師：姚琲教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一四年十二月i摘要微光學(xué)元件具有質(zhì)量輕、體積小、易于陣列化等優(yōu)點，因此是構(gòu)成小型光電子系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，許多傳

2、統(tǒng)光學(xué)器件難以實現(xiàn)的功能，如微小、陣列、成像和集成等，微光學(xué)元件都能彌補。由于在光學(xué)成像系統(tǒng)、圖像傳感器、光學(xué)光刻以及光通信等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，微透鏡陣列一直是研究的焦點。包括傳統(tǒng)光刻技術(shù)在內(nèi)的許多方法已經(jīng)被開發(fā)用于制作納米或微米尺度的微透鏡，但是都面臨著高成本、費時的困難。因此，亟需發(fā)展更簡單、更便宜的替代技術(shù)。本論文基于水冰可逆過渡轉(zhuǎn)化的簡單過程，制得了大面積規(guī)整的高分子聚二甲基硅氧烷（PDMS）微透鏡陣列。實驗中首先將所用到的石英玻

3、璃基片置于濃硫酸與過氧化氫混合溶液中浸泡，然后使用全氟癸基三氯硅烷與正己烷溶液浸泡，以增加表面疏水性。接下來以聚苯乙烯（PS）聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）為膜材，氯仿為低沸點有機(jī)溶劑，以冷凝水滴為模板，在一定的條件下利用水滴模板法制備出規(guī)整的蜂窩狀有序PS多孔膜。結(jié)合微壓印技術(shù)，利用具有較低表面自由能和良好柔韌性能的PDMS對PS有序多孔膜進(jìn)行復(fù)制，得到PDMS模板。然后利用懷特茲教授提出的不連續(xù)潤濕方法以及水冰可逆過渡轉(zhuǎn)化的過程制得所需