图案化聚合物刷辅助金属无电沉积制备铜图案及应用

提出了聚合物刷辅助金属选择性沉积制备铜图案的方法。利用聚多巴胺(PDA)将光引发表面原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂接枝到硅基体表面，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)为反应单体，通过数字微镜器件(DMD)调控光辐照选择性引发ATRP反应制备了离子型PMETAC聚合物刷图案，采用X射线光电子能谱仪(XPS)、光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对所制备图案的化学组成、几何形状及表面形貌进行了表征分析，结果表明图案化PMETAC刷的成功制备。以PMETAC刷图案化表面为模板，通过PMETAC刷末端带正电的季铵盐基团与活性离子[PdCl4]2-进行离子交换将金属催化剂固定在聚合物刷分子链上以诱导铜沉积，光学显微镜和XPS的分析结果表明了铜在PMETAC聚合物刷区域的选择性沉积。对不同尺寸铜图案表面的电性能进行研究，设计了通过硅片表面铜图案连接导线以点亮发光二极管的实验，结果表明该方法制备的铜图案具有优异的导电性。相关研究工作为图案化聚合物刷辅助金属沉积技术在复杂电路制备领域的应用提供了借鉴。     

基于光学介电微球阵列的激光微纳图案化加工研究

介绍了一种通过单层光学介电微球阵列对激光进行调制进而对微球表面的金膜进行加工的工艺方法，采用该方法可以高速地对大面积微球阵列上的金膜进行微米量级分辨率的图案化加工。针对介电微球阵列通过光学近场实现突破衍射极限的聚光进行了分析，然后采用软件模拟了微球对光场的调控，讨论了微球直径以及激光波长对加工精度的影响。通过改变工艺参数，分别研究了激光波长、介电微球直径、离子溅射镀膜厚度及激光照射的能量密度对加工出的金微纳结构的影响，得到了最佳的加工工艺参数。在此最佳工艺条件下能加工出直径约为100 nm的金膜单孔洞结构。通过改变激光的入射角度，研究了适合图案化加工的步进和线宽，最终加工出了线宽为280 nm的简单图案。     

图案化膜对PEMFC阴极质量传递的影响研究

为了探究图案化膜通过影响单电池内部水气输运机制进而影响电池性能这一中间机理过程，建立了质子交换膜燃料电池的单电池模型，并进行了数值仿真计算，对比了微孔图案膜和凸起图案膜的性能，发现微孔膜的效果更佳。探究了质子交换膜阴极表面微孔的半径和数量对燃料电池性能和阴极质量传递的影响。结果表明，微孔的存在可以起到一定的微储水作用，使膜的湿润性增加，进而利于质子传导，这也是相较于凸起膜，微孔膜性能更好的主要原因。随着微孔半径的增加，膜的储水能力增大，产生的电流密度逐渐变大。随着微孔数量的增多，膜表面水含量和电流密度也有一定的升高趋势，但趋势均不太明显。     

镓基液态金属图案化方法的研究进展

介绍了几种基于镓基液态金属图案化的方法，包括直接书写法、微流道注入法、3D打印法、丝网印刷法和喷涂法，其中直接输写法是一种低成本且高效的方法，但对液体的浓度有一定的要求；微流道注入法和丝网印刷法精度高，但都需要根据通道形状制备好基底或模具，灵活性较差；3D打印适合绘制三维立体结构，但对材料有所要求；相较于其他方法，喷涂法适合于精度较低的场合。最后，对基于镓基液态金属图案化方法的优化提出了自己的见解。     

纺织基材上图案化光子晶体的数码喷印法制备及其光学性能研究

为解决光子晶体结构生色墨水在喷印过程中易造成喷头堵塞的问题，从喷印设备和光子晶体结构生色墨水2方面进行研究，以提高喷印流畅性，实现高质量图案化光子晶体结构生色纺织品的制备和工业化应用。结果表明：使用15%的PS纳米微球分散液作为喷印墨水，在墨水体系中引入分散剂，可以保证墨水的分散稳定性，当加入0.2%分散剂3B时，墨水分散性良好，放置24 h后无聚集；通过加入较高浓度的保湿剂丙三醇，并在喷印设备上附加水封装置，可以减缓墨水中的纳米微球在喷印间隙以及喷印结束后喷头处因为水分蒸发而自发结晶，避免出现因为微球结晶而引起喷头堵塞现象；当保湿剂用量为5%时，墨水具有优异的保湿性能，连续喷印2 h后喷嘴仍然无堵塞问题；以15%的纳米微球分散液作为墨水进行喷印时，所印制的光子晶体结构生色图案颜色鲜艳明亮，具有明显的虹彩效应；通过在纺织基材表面涂覆特殊高分子层，所制备的图案化光子晶体具有优异的结构稳定性，为结构生色技术在纺织染整领域的实际应用开辟了新途径。