哈尔滨工业大学冷劲松教授课题组：用形状记忆功能微球调节表面起皱的研究

在软的聚合物基底上喷涂一层硬的金属薄膜，然后通过压缩可以在聚合物表面自发形成规则的表面微褶皱图案结构。这种微褶皱金属薄膜在传感器、催化、药物传递、磁性生物标记、光电子和其它领域都有着极大的应用潜力。而形状记忆聚合物（SMPs）由于其形状固定和回复性能，是典型双层褶皱系统中最简单和最有吸引力的软基底替代品。

最近，哈尔滨工业大学冷劲松教授课题组成功制备了一种顶层起皱的Janus微颗粒。最大的特点在于通过纳米压印光刻技术在化学交联形状记忆聚苯乙烯（SMPS）微粒中编程大的压缩应变，然后在变形颗粒表面喷涂一层金纳米粒子（Au-NPs）薄膜。当由两种不同的刺激方法（直接加热和甲苯蒸气）进行驱动回复时，Au-NPs薄膜可以在SMPS颗粒回复的过程中形成各种各样的微褶皱图案结构。图1通过在变形后的SMPS颗粒上喷涂Au-NPs薄膜，加热回复形成不同微褶皱图案结构

此外，研究者还可以通过改变Au-NPs薄膜的厚度和刺激方法（直接加热和甲苯蒸气）来调整表面起皱，利用Au-NPs薄膜结构的可调性，对褶皱的振幅、波长和形貌进行调控。图2喷涂7.0 nm, 11.0 nm和12.3 nm Au-NPs薄膜的SMPS变形颗粒分别在140 oC加热条件（a, b, c）和甲苯蒸气条件（d, e, f）下的微褶皱形貌该研究的最大意义在于，通过简单的制备方法即可得到具有各种形貌的微褶皱图案，并且经济有效、易于推广，对于不同微褶皱图案结构的开发有着重要的启示作用。该研究论文的第一作者为江南大学青年教师李文兵博士，哈尔滨工业大学的冷劲松教授为论文通讯作者，论文还得到美国科罗拉多大学博尔德校区（University of Colorado at Boulder）Yifu Ding教授的大力支持，于2021年5月发表在国际著名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c00623?ref=pdf

来源：高分子科学前沿