双重响应柔性微结构阵列的飞秒激光增材制造(特邀)

具有刺激响应形变功能的微结构能够通过外界刺激信号获取能量,进而发生机械形变,在自动化技术、微小机器人技术、微流控芯片等领域具有巨大的前沿应用潜力.然而,现有的智能微结构的研制很大程度上依赖于智能材料及其成型技术,不仅受限于为数不多的材料体系,而且局限在单一的刺激响应形变.基于此,提出利用飞秒激光双光子增材制造技术在形状记忆薄膜上加工蛋白质微结构阵列的新方法,实现了微结构阵列尺寸和周期的双重响应形变.微结构阵列在热处理下被机械拉伸定性,实现了结构周期的调控,该过程可在热刺激下恢复;同时,牛血清白蛋白微结构可以在不同pH值的条件下表现为可逆的溶胀和收缩形变.智能材料与形状记忆基底相结合可以赋予微结构阵列更加复杂可控的双重响应形变.本文制备了微结构阵列和微透镜阵列,展示了双重响应下的结构变化和功能调谐,为智能化微结构阵列在微流控系统中的应用作出了有益的探索.