Хотя много методов для изготовления биовдохновленных иерархических структур уже существуют, самые обычные методы или включают сложные процессы или являются очень отнимающей много времени и низкой экономической эффективностью для промышленного применения. Теперь, команда исследователей из Университета Чанчуни Науки и техники, Китай, разработала новый метод для быстрой и maskless фальсификации биовдохновленных иерархических структур, используя технику, названную лазерной литографией вмешательства.Определенно, исследователи используют образец вмешательства три – и лазеры с четырьмя лучами, чтобы изготовить заказанный многомасштабные поверхностные структуры на кремниевых основаниях с образцом иерархических структур, управляемых, регулируя параметры падающего света. В соответствии с теоретическим анализом и компьютерным анализом, исследователи экспериментально продемонстрировали потенциал новой техники в большой площади, недорогой и большой объем 3D фальсификация микро и наноструктур.
На этой неделе в журнале Applied Optics, от Оптического Общества (OSA), исследователи описывают работу.«Мы представили гибкую и прямую методику для изготовления заказанных многомасштабных 3D структур, используя три – и литография вмешательства с четырьмя лучами», сказал Зуобин Ван, основной автор и преподаватель Международного Научно-исследовательского центра для Нано Обработки и Производства Китая в Университете Чанчуни Науки и техники, Китая. «По сравнению с другими технологиями копирования наш метод прост и эффективен с точки зрения получения биовдохновленных иерархических структур».
Ван упомянул, что для определенных сложных поверхностных структур, обычные методы, такие как литография электронного луча могут занять несколько часов или день, чтобы изготовить образец, в то время как лазерный подход вмешательства только занимает несколько минут, чтобы произвести структуру, которая делает технику подходящей для промышленного производства большого объема.«Лазерная литография вмешательства – maskless копирование техники, которая использует образцы вмешательства, произведенные от двух или нескольких последовательных лазерных лучей, чтобы изготовить микро и миллимикрон периодические образцы по большим площадям», сказал Ван.
Отличающийся от обычных методов копирования как литография электронного луча, лазерный метод вмешательства позволяет изготовить всю поверхность основания с одним единственным воздействием или литографию с одним шагом.Например, в эксперименте Вана, многомасштабной структуре с одним измерением, то есть, одно измерение ориентировалось, соглашение с синусоидальными углублениями, покрытыми периодическими подобными линии структурами, было фальсифицировано, выставив кремниевое основание три, или четыре вмешался лучи в течение одного времени. У проистекающего поверхностного образца, хотя устроено в одном направлении, есть три измерения пространственная структура.
Чтобы получить более сложные структуры, такие как ориентированные многомасштабные структуры с двумя измерениями, исследователи просто вращали основание 90 градусами в области самолета и применили второе лазерное воздействие поверхности.«Лазерная литография вмешательства способна к изготовлению гомогенного микро, и миллимикрон структурировал образцы по областям больше чем один квадратный метр, который или невозможен или высоко время или потребление стоимости для обычных методов», сказал Ван. Эти особенности делают лазерную литографию вмешательства выше других методов с точки зрения производства большого объема и эффективности.По словам Вана, их экспериментальный процесс прост: мощный лазерный луч был разделен на три или четыре равных луча, которые тогда были предписаны зеркалами произвести образцы вмешательства, чтобы изготовить поверхностные структуры.
Лазерные параметры, такие как угол инцидента и азимутальный угол каждого луча были приспособлены разделителями луча и положениями зеркала. Другие оптические устройства, такие как пластины четверти волны и поляризаторы использовались, чтобы выбрать способ поляризации и управлять энергией лазерных лучей.
«Параметры лазерного луча отобраны согласно желаемой поверхностной структуре и соответствующему энергетическому распределению вмешательства, вычисленному от теоретического моделирования. Другими словами, формы или образцы иерархических структур в нашем методе управляемы, регулируя параметры каждого инцидента лучи», отметил Ван.По словам Вана, предложенная техника могла использоваться, чтобы изготовить оптические или медицинские устройства, такие как солнечные батареи, антирефлексивные покрытия, самоочищающиеся и антибактериальные поверхности и длительные искусственные тазобедренные суставы.
Следующий шаг исследователей должен развивать функциональные поверхностные структуры с управляемым wettability, прилипанием и свойствами отражательной способности для оптического, медицинского и механического применения.