《基於形狀記憶聚合物的高效轉印方法》是依託清華大學，由黃銀擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於形狀記憶聚合物的高效轉印方法
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：黃銀
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，可延展柔性無機電子在生物醫學領域倍受關注。可延展柔性無機電子製備的關鍵環節是轉印，即將電子器件從剛性生長襯底轉移到柔性承印襯底。然而，現有的基於力學設計的轉印方法過度依賴外載入荷速率，不便於定量化操控。因此，有必要發展一種精準、高效、可控的轉印方法。本項目基於形狀記憶聚合物材料（SMP）的形狀記憶效應提出一種溫度控制的轉印方法，其原理是：在玻璃化轉變溫度Tg以下實現SMP微結構與無機薄膜的大面積黏附接觸以完成剝離過程；然後控制溫度至Tg以上，SMP微結構自動恢復初始形狀使得黏附接觸面積驟減以完成印製過程。本項目通過精確可控的實驗手段實現轉印過程中關鍵材料和幾何參數的定量化控制，結合實驗、理論和數值方法建立基於有限變形的SMP微結構黏附接觸模型，並建立大規模轉印成功率的最佳化準則，為實現精準、高效、可控轉印提供科學依據和技術指導。
結題摘要
近年來，可延展柔性無機電子在生物醫學領域倍受關注。可延展柔性無機電子製備的關鍵環節是轉印，即將電子器件從剛性生長襯底轉移到柔性承印襯底。然而，現有的基於力學設計的轉印方法過度依賴外載入荷速率，不便於定量化操控。因此，有必要發展一種精準、高效、可控的轉印方法。本項目提出了一種基於形狀記憶聚合物（Shape Memory Polymer, SMP）的轉印方法，該方法受到雷射直寫技術的啟發，具有高度可控、空間可選擇的界面粘附調控能力，為實現精準、高效、可控轉印提供科學依據和技術指導。本項目首先選取了具有良好的形狀記憶效應、低橡膠態模量和高失效應變的SMP。然後，在該SMP表面製備出類四稜錐微結構並對其進行變形和界面粘附測試，結果表明通過控制SMP印章微結構的構型可以實現很大的界面粘附調控範圍。接下來，高效率地將不同形狀、不同厚度的矽薄膜轉印到了柔性襯底，並進一步實現了更為複雜的光電薄膜混合轉印。最後，通過局部加熱SMP表面的微結構實現了空間可選擇、可編寫的轉印，並成功將一字型、十字型和T字型矽薄膜轉印到了柔性襯底。
