高深寬比微納層次結(jié)構(gòu)仿壁虎腳毛制作工藝研究.pdf

1、自然界中壁虎具有非常優(yōu)秀的吸附能力，可以自由行走在光滑的墻壁上，甚至是天花板上。壁虎腳毛的分級(jí)層次結(jié)構(gòu)，尤其是高深寬比的微米級(jí)剛毛與納米級(jí)絨毛結(jié)構(gòu)，是保證其產(chǎn)生巨大粘附力且能適應(yīng)不同表面形貌的關(guān)鍵。壁虎腳毛的這些特性在MEMS器件中以及一些爬壁機(jī)器人等領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用前景。為此，本學(xué)位論文圍繞仿壁虎腳毛的纖維陣列制作工藝開(kāi)展了如下研究。
　　 采用厚膠工藝，選用SU-8光刻膠作為纖維陣列材料進(jìn)行試驗(yàn)，制備出了深寬比高達(dá)7的

2、纖維陣列。由于較高的深寬比，纖維之間存在糾結(jié)現(xiàn)象，難以通過(guò)微模塑成型工藝進(jìn)一步復(fù)制其結(jié)構(gòu)以進(jìn)行批量化生產(chǎn)。
　　 采用半導(dǎo)體工藝中的硅刻蝕工藝，通過(guò)ICP刻蝕制作出了多種尺寸的硅孔陣列模具，最高深寬比可達(dá)到7以上。利用該硅模具成功復(fù)制出聚二甲基硅氧烷(PDMS)微米級(jí)纖維陣列。直徑小于8μm的纖維陣列，仍然存在糾結(jié)現(xiàn)象。無(wú)論纖維是否糾結(jié)在一起，纖維陣列表面均展現(xiàn)出較好的疏水性，從平面PDMS的水接觸角102.7°提升到131.7