Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Bài báo mời: Chế tạo các cấu trúc sóng có hình dạng phức tạp bằng cách sử dụng hiện tượng nhăn anisotropic tự tổ chức
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi xem xét một phương pháp mới về hiện tượng nhăn anisotropic tự tổ chức, cho phép tạo ra các vi cấu trúc sóng mà hiếm khi đạt được bằng các phương pháp tạo hình thông thường. Hiện tượng nhăn bề mặt thường xảy ra trong một hệ thống các lớp chồng lên nhau trong quá trình giảm bớt căng thẳng tích lũy bên trong. Ví dụ, hệ thống lớp đôi polymer/kim loại được hỗ trợ trên một nền cứng có thể tạo ra các nếp nhăn ngẫu nhiên trên bề mặt do lực nén phát sinh từ sự tôi nhiệt. Tuy nhiên, những nếp nhăn ngẫu nhiên và đồng nhất này có thể được tổ chức và sắp xếp lại thông qua hiệu ứng giới hạn bên ngoài, được hướng dẫn trong các cấu trúc vi mô định kỳ của vật liệu khuôn mẫu. Bằng cách khai thác tương tác sóng cạnh tranh giữa bước sóng nhăn nội tại và khoảng cách định kỳ của khuôn bên ngoài được áp đặt, các cấu trúc sóng phức tạp có thể được tạo ra với hình dáng đã được thiết kế của các nếp nhăn. Thêm vào đó, việc điều chỉnh điều kiện tiếp xúc của khuôn bên ngoài có thể cho phép kiểm soát pha của các nếp nhăn đã được tạo hình. Do đó, kỹ thuật được đề xuất có khả năng hữu ích trong một loạt ứng dụng trong quang học vi mô, thiết bị vi lưu và điện tử linh hoạt.
Từ khóa
#nhăn tự tổ chức #cấu trúc sóng #vi cấu trúc #vật liệu khuôn mẫu #quang học vi mô #thiết bị vi lưu #điện tử linh hoạtTài liệu tham khảo
R. Huang, J. Mech. Phys. Solids 53, 63 (2005).
K. Efimenko, M. Rackaitis, E. Manias, A. Vaziri, L. Mahadevan, and J. Genzer, Nat. Mater. 4, 293 (2005).
J. Y. Park, H. Y. Chae, C. H. Chung, S. J. Sim, J. Park, H. H. Lee, and P. J. Yoo, Soft Matter. 6, 677 (2010).
E. Cerda and L. Mahadevan, Phys. Rev. Lett. 90, 074302 (2003).
J. Huang, M. Juszkiewicz, W. H. de Jeu, E. Cerda, T. Emrick, N. Menon, and T. P. Russell, Science 317, 650 (2007).
J. Genzer and J. Groenewold, Soft Matter. 2, 310 (2006).
S. P. Timoshenko and G. M. Gere, Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill, New York (1961).
J. W. Hutchinson and Z. Suo, Adv. Appl. Mech. 29, 63 (1992).
Z. Suo, J. Mech. Phys. Solids 43, 829 (1995).
C. M. Stafford, C. Harrison, K. L. Beers, A. Karim, E. J. Amis, M. R. Vanlandingham, H. C. Kim, W. Volksen, R. D. Miller, and E. E. Simonyi, Nat. Mater. 3, 545 (2004).
J. A. Howarter, and C. M. Stafford, Soft Matter. 6, 5661 (2010).
S. W. Hahm, H. S. Hwang, D. Kim, and D. Y. Khang, Electron. Mater. Lett. 5, 157 (2009).
D. Y. Khang, H. Q. Jiang, Y. Huang, and J. A. Rogers, Science 311, 208 (2006).
H. C. Ko, M. P. Stoykovich, J. Z. Song, V. Malyarchuk, W. M. Choi, C. J. Yu, J. B. Geddes, J. L. Xiao, S. D. Wang, Y. G. Huang, and J. A. Rogers, Nature 454, 748 (2008).
D. Y. Khang, J. A. Rogers, and H. H. Lee, Adv. Funct. Mater. 19, 1526 (2009).
N. Bowden, S. Brittain, A. G. Evans, J. W. Hutchinson, and G. M. Whitesides, Nature 393, 146 (1998).
M. W. Moon, S. H. Lee, J. Y. Sun, K. H. Oh, A. Vaziri A, and J. W. Hutchinson, P. Natl. Acad. Sci. USA 104, 1130 (2007).
M. W. Moon, S. H. Lee, J. Y. Sun, K. H. Oh, A. Vaziri A, and J. W. Hutchinson, Scripta Mater. 57, 747 (2007).
J. E. Mark, Polymer Data Handbook, Oxford University Press, New York (1999).
P. J. Yoo and H. H. Lee, Phys. Rev. Lett. 91, 154502 (2003).
P. J. Yoo and H. H. Lee, Macromolecules 38, 2820 (2005).
G. H. Fredrickson, A. Ajdari, L. Leibler, and J. Carton, Macromolecules 25, 2882 (1992).
H. W. Xi and S. T. Milner, Macromolecules 29, 4772 (1996).
J. Groenwold, Physica A, 298, 32 (2001).
J. Wang, M. Tolan, O. H. Seeck, S. K. Sinha, O. Bahr, M. H. Rafailovich, and J. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 83, 564 (1999).
J. D. Ferry, Viscoelastic Properties of Polymers, John Wiley & Sons, New York (1980).
P. J. Yoo, K. Y. Suh, S. Y. Park, and H. H. Lee, Adv. Mater. 14, 1383 (2002).
P. J. Yoo, S. Y. Park, S. J. Kwon, K. Y. Suh, and H. H. Lee, Appl. Phys. Lett. 83, 4444 (2003).
S. J. Kwon, P. J. Yoo, and H. H. Lee, Appl. Phys. Lett. 84, 4487 (2004).
M. C. Hutley, Diffraction Gratings, Academic Press, New York (1982).
E. Delamarche, H. Schmid, B. Michel, and H. Biebuyck, Adv. Mater. 9, 741 (1997).
C. Y. Hui, A. Jagota, Y. Y. Lin, and E. J. Kramer, Langmuir 18, 1394 (2002).
S. Wu, Polymer Interface and Adhesion, Marcel Dekker, New York (1982).
A. Galliano, S. Bistac, and J. Schultz, J. Colloid Interf. Sci. 265, 372 (2003).
P. J. Yoo and H. H. Lee, Langmuir 24, 6897 (2008).