提要5-10
第一章 绪论10-43
第一节 微观图案化材料10-19
1.1.1 微观图案化材料的性质及运用11-15
1.1.1.1 光子晶体材料11-12
1.1.1.2 等离子体晶体材料12-14
1.1.1.3 其他功能性微观图案化材料14-15
1.1.2 影响微观图案化材料性质的因素15-19
1.1.2.1 阵列的周期15-17
1.1.2.2 构筑基元的形貌17-18
1.1.2.3 化学组成18-19
第二节 微观图案化材料的制备策略19-33
1.2.1 “自上而下”策略20-25
1.2.1.1 光刻技术(Optical Lithography)20-21
1.2.1.2 直写技术(Writing Technique)21-23
1.2.1.3 纳米压印技术(Nanoimprint Lithography)23-24
1.2.1.4 软光刻技术(Soft Lithography)24-25
1.2.2 “以下而上”策略25-27
1.2.2.1 嵌段共聚物自组装25-26
1.2.2.2 胶体微粒自组装26-27
1.2.3 “自上而下”与“以下而上”相结合的微加工策略27-33
1.2.3.1 胶体晶体辅助可控沉积技术27-29
1.2.3.2 胶体晶体辅助可控刻蚀技术29-31
1.2.3.3 胶体晶体辅助压印技术31-32
1.2.3.4 胶体晶体辅助去湿技术32-33
第三节 不对称微观图案化材料及其各向异性性质33-41
1.3.1 各向异性光学材料33-36
1.3.2 各向异性浸润性材料36-39
1.3.3 各向异性磁性材料39-41
第四节 本论文的选题及设计思路41-43
第二章 基于胶体晶体微模塑技术构筑形貌可控椭圆半球阵列43-58
第一节 引言43-44
第二节 实验部分44-47
2.2.1 实验原料44
2.2.2 实验操作44-46
2.2.2.1 PDMS 纳米井阵列的制备44-45
2.2.2.2 聚苯乙烯椭圆半球阵列(EHAs)的制备45-46
2.2.2.3 其他材料椭圆半球阵列的制备46
2.2.3 仪器表征46-47
第三节 结果与讨论47-57
2.3.1 二维椭圆半球阵列的制备47-49
2.3.1.1 表面具有二维纳米井阵列的 PDMS 模板47-48
2.3.1.2 聚苯乙烯椭圆半球阵列48-49
2.3.2 椭圆半球阵列形貌参数的调控49-54
2.3.2.1 椭圆半球阵列形状的调控49-51
2.3.2.2 椭圆半球阵列长径比的调控51-52
2.3.2.3 椭圆半球阵列高度的调控52-53
2.3.2.4 椭圆半球阵列尺寸的调控53-54
2.3.3 其他材料的椭圆半球阵列的制备54-56
2.3.4 椭圆半球阵列表面的各向异性浸润性质56-57
第四节 本章小结57-58
第三章 各向异性椭圆硅柱阵列的构筑及其微流体单向阀门器件方面的运用58-82
第一节 引言58-60
第二节 实验部分60-63
3.2.1 实验原料60
3.2.2 实验操作60-63
3.2.2.1 椭圆硅柱阵列的制备61
3.2.2.2 “两面神”结构的椭圆硅柱阵列的制备61-62
3.2.2.3 PDMS 微流体孔道的制备62
3.2.2.4 PDMS 微流体孔道中单向阀门器件的制备62-63
3.2.3 仪器表征63
第三节 椭圆形硅柱阵列的构筑及其表面各向异性的探讨63-69
3.3.1 二维椭圆硅柱阵列的制备及形貌调控63-66
3.3.2 二维椭圆硅柱阵列的各向异性光学性质66-68
3.3.3 二维椭圆硅柱阵列的各向异性表面浸润性质68-69
第四节 “两面神”硅柱阵列的制备及微流体方面的运用69-81
3.4.1 “两面神”硅柱阵列的制备69-71
3.4.2 “两面神”硅柱阵列表面特殊的浸润性71-73
3.4.3 基于“两面神”硅柱阵列的单向阀门器件的制备73-76
3.4.4 基于“两面神”硅柱阵列的单向阀门器件的阀门性能探讨76-78
3.4.5 基于“两面神”硅柱阵列的单向阀门器件的阈值压强的调节78-80
3.4.6 单向阀门门器件在微流体孔道中中气液分离方面的运用80-81
第五节 本章小结81-82
第四章 温度响应的“两面神”微阵列及其微流体温敏开关器件方面的运用82-95
第一节 引言82-83
第二节 实验部分83-87
4.2.1 实验原料83
4.2.2 实验操作83-86
4.2.2.1 原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂的接枝83-84
4.2.2.2 PNIPAM 的原子转移自由基聚合84-85
4.2.2.3 温度敏感的“两面神”硅柱阵列的制备85
4.2.2.4 PDMS 微流体孔道的制备85-86
4.2.2.5 PDMS 微流体孔道中温敏开关的制备86
4.2.3 仪器表征86-87
第三节 结果与讨论87-93
4.3.1 温度敏感“Janus”硅柱阵列87-88
4.3.2 温敏“Janus”硅柱阵列的表面浸润性88-90
4.3.3 温敏微流体开关器件90-92
4.3.4 孔道中流体流动行为的光热调控92-93
第四节 本章小结93-95
第五章 基于胶体晶体刻蚀技术构筑形貌可控的功能性椭圆环形阵列95-110
第一节 引言95-96
第二节 实验部分96-98
5.2.1 实验原料96
5.2.2 实验操作96-98
5.2.2.1 聚苯乙烯椭圆环阵列的制备96-97
5.2.2.2 椭圆环形阵列结构向功能性材料的转移97-98
5.2.3 仪器表征98
第三节 结果与讨论98-108
5.3.1 二维聚合物椭圆环的制备98-100
5.3.2 二维聚合物椭圆环阵列的形貌参数的调控100-103
5.3.2.1 椭圆环高度及宽度的调控100-101
5.3.2.2 椭圆环长径比的调控101-102
5.3.2.3 椭圆环尺寸的调控102-103
5.3.3 功能性材料的椭圆环阵列的构筑103-108
5.3.3.1 硅材料椭圆环阵列105
5.3.3.2 金的椭圆环阵列105-106
5.3.3.3 磁性材料的椭圆环阵列106-107
5.3.3.4 荧光材料的椭圆环阵列107-108
第四节 本章小结108-110