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  近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院微納米工程實(shí)驗(yàn)室在飛秒激光輔助制備磁控可調(diào)諧功能表面方面取得新進(jìn)展：利用飛秒激光與形狀記憶聚苯乙烯薄膜相結(jié)合，通過模板轉(zhuǎn)印的方法高效制備了高深寬比磁響應(yīng)微板陣列結(jié)構(gòu)，并利用該結(jié)構(gòu)制備了多功能“雙面神”結(jié)構(gòu)。相關(guān)成果以“Multi-functional Janus microplates arrays actuated by magnetic fields for water/light switch and bio-inspired assimilatory coloration” 為題發(fā)表于《先進(jìn)材料》上（Adv. Mater. 2018, 07507）。

  自然界中廣泛存在著可以對外界刺激做出反應(yīng)，動態(tài)改變表面形貌或表面性能的生物，例如含羞草會在外界激勵(lì)下閉合葉子；蜜蜂可以動態(tài)改變舌頭的潤濕性以減少能量損耗；變色龍和章魚可以根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)皮膚或身體的顏色，從而實(shí)現(xiàn)有效的偽裝。由于在微流體裝置，軟體機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用前景，基于動態(tài)調(diào)諧結(jié)構(gòu)表面啟發(fā)的人工材料在學(xué)術(shù)研究以及實(shí)際應(yīng)用中受到了廣泛的關(guān)注。

  該工作介紹了一種新穎的高深寬比磁響應(yīng)微板陣列結(jié)構(gòu)以及基于微板陣列的多功能“雙面神”結(jié)構(gòu)制備方法。通過將高效、靈活的激光微納加工技術(shù)與具有熱縮性質(zhì)的形狀記憶聚合物相結(jié)合，利用摻雜羰基鐵粉的PDMS進(jìn)行轉(zhuǎn)印，實(shí)現(xiàn)了高深寬比磁響應(yīng)微板陣列結(jié)構(gòu)的高效制備，并在此基礎(chǔ)上通過簡單的表面修飾（超疏水噴涂、激光掃描和表面涂覆等）實(shí)現(xiàn)了多功能“雙面神”結(jié)構(gòu)的制備，展示了一種高效的多功能化的磁控可調(diào)諧結(jié)構(gòu)制備范例。

圖1. （a）高深寬比磁響應(yīng)微板陣列的制備過程。（b）磁場仿真及磁響應(yīng)微板陣列沿磁場方向彎曲。（c）固化前無磁化的微板與固化前磁化的微板。（d）-（f）磁響應(yīng)微板結(jié)構(gòu)在不同方向磁場作用下彎曲。

  文章還概念性展示了多功能“雙面神”磁響應(yīng)微板陣列結(jié)構(gòu)在可控水滴/光學(xué)開關(guān)和可控表面顏色切換方面的應(yīng)用。研究結(jié)果揭示了磁響應(yīng)可調(diào)諧結(jié)構(gòu)在微流體、生物醫(yī)學(xué)以及光學(xué)應(yīng)用方面的新型能力。

  該研究工作由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程與材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心支持完成。論文第一作者為工程科學(xué)學(xué)院碩士生蔣紹軍，通訊作者為微納米工程實(shí)驗(yàn)室胡衍雷副教授、吳東教授。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等項(xiàng)目的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.201807507