近日，中國科學技術大學工程科學學院微納米工程實驗室在飛秒激光輔助制備磁控可調諧功能表面方面取得新進展：利用飛秒激光與形狀記憶聚苯乙烯薄膜相結合，通過模板轉印的方法高效制備了高深寬比磁響應微板陣列結構，并利用該結構制備了多功能“雙面神”結構。相關成果以“Multi-functional Janus microplates arrays actuated by magnetic fields for water/light switch and bio-inspired assimilatory coloration” 為題發表于《先進材料》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，動態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下閉合葉子；蜜蜂可以動態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環境調節皮膚或身體的顏色，從而實現有效的偽裝。由于在微流體裝置，軟體機器人和生物醫學方面的應用前景，基于動態調諧結構表面啟發的人工材料在學術研究以及實際應用中受到了廣泛的關注。
該工作介紹了一種新穎的高深寬比磁響應微板陣列結構以及基于微板陣列的多功能“雙面神”結構制備方法。通過將高效、靈活的激光微納加工技術與具有熱縮性質的形狀記憶聚合物相結合，利用摻雜羰基鐵粉的PDMS進行轉印，實現了高深寬比磁響應微板陣列結構的高效制備，并在此基礎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）實現了多功能“雙面神”結構的制備，展示了一種高效的多功能化的磁控可調諧結構制備范例。
圖1. （a）高深寬比磁響應微板陣列的制備過程。（b）磁場仿真及磁響應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）磁響應微板結構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”磁響應微板陣列結構在可控水滴/光學開關和可控表面顏色切換方面的應用。研究結果揭示了磁響應可調諧結構在微流體、生物醫學以及光學應用方面的新型能力。
該研究工作由中國科學技術大學工程與材料科學實驗中心支持完成。論文第一作者為工程科學學院碩士生蔣紹軍，通訊作者為微納米工程實驗室胡衍雷副教授、吳東教授。該研究得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項基金、中國科學院青年創新促進會等項目的資助。
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