激光直寫法制備多級(jí)微剛毛陣列的試驗(yàn)研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人具有重要的研究意義和廣闊的發(fā)展前景，其關(guān)鍵在于粘附腳掌的設(shè)計(jì)，制備仿壁虎腳掌的粘附陣列就顯得尤為重要。
　　本文以大壁虎腳掌的剛毛陣列作為仿生對(duì)象，采用干膜SU8作為制備材料，利用激光直寫技術(shù)探索制備仿壁虎剛毛多級(jí)微陣列的新方法。激光直寫光刻技術(shù)是一種新興的微納加工技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以曝光出任意復(fù)雜圖形的陣列，無(wú)需掩膜或光刻制模，且制備成本低，生產(chǎn)效率高。這一系列優(yōu)點(diǎn)都將有利于制備軟材質(zhì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的粘附陣列。本文主要從以

2、下三個(gè)方面展開(kāi)研究:
　　1、制各直立二級(jí)和三級(jí)陣列。基于激光直寫技術(shù)的曝光原理，利用各級(jí)陣列間距差所導(dǎo)致顯影速率差的方法，制備了直立二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)微陣列，該方法工藝簡(jiǎn)單，且有效降低了陣列倒伏和粘連等問(wèn)題。在二級(jí)陣列制備的基礎(chǔ)上，分析了曝光時(shí)間、顯影時(shí)間和間距對(duì)陣列制備的影響，并獲得了二級(jí)陣列曝光時(shí)間和曝光深度、顯影時(shí)間和顯影深度的關(guān)系，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了理論基礎(chǔ)。
　　2、制備不同形狀和結(jié)構(gòu)的陣列。實(shí)驗(yàn)中制備了不同形狀的一級(jí)

3、和二級(jí)直立仿壁虎剛毛陣列，形狀主要有長(zhǎng)方形、三角形、十字形、T字形、圓形和L字形。同時(shí)，效仿壁虎腳掌剛毛的結(jié)構(gòu)，嘗試制各傾斜和末端膨大結(jié)構(gòu)的陣列，在傾斜陣列的制備中，采用了基底傾斜法、掩膜法等方法;在末端膨大結(jié)構(gòu)的制備中，主要嘗試了背面曝光、應(yīng)力回彈法、聚焦面下調(diào)和蘑菇頭結(jié)構(gòu)等。
　　3、對(duì)所制備的陣列進(jìn)行粘附性能測(cè)試，測(cè)試實(shí)驗(yàn)主要包括法向與切向粘附性能測(cè)試。著重進(jìn)行了以下幾方面分析:通過(guò)比較二級(jí)與三級(jí)陣列粘附力，得到同等條件下，