1.一种基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:包括以下步骤:(1)采用纳米压印工艺将模具上的微结构转移复制到压印材料上,制造出微结构;
(2)使用电喷印在微结构上选择性打印沉积自组装材料;
(3)使自组装材料发生微相分离,自组装出纳结构;
(4)将纳结构转移复制到目标材料上。
2.如权利要求1所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(1)的具体方法包括:(1-1)在基底上涂铺一层液态压印材料;
(1-2)采用软UV纳米压印工艺、滚型纳米压印工艺或热纳米压印工艺,将模具上的微结构转移复制到压印材料上;
(1-3)去除残留层,在压印材料上制造出微结构。
3.如权利要求2所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(1-1)中,所述基底为非导电材料或导电材料,当所述基底为导电材料时,需要在其上先沉积一层介电材料。
4.如权利要求2所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(1-1)中,所述压印材料为UV固化导电液态聚合物或具有导电特性的热压印材料。
5.如权利要求2所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(1-2)中,所述微结构为凸台结构,所述凸台结构包括但不限于圆柱、圆台、方形凸台、六角形凸台和梯形凸台。
6.如权利要求1所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(2)中,具体方法包括:(2-1)将具有微结构的基底置于电喷印工作台之上;
(2-2)以自组装材料为打印材料,利用电喷印工艺在基底微结构上选择性喷印沉积一层自组装材料;由于基底为非导电材料,压印的微结构具有导电性,电喷印喷射的自组装材料会定向有选择性的沉积到微结构上,在其它区域不会沉积自组装材料。
7.如权利要求6所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述自组装材料包括两嵌段共聚物、三嵌段共聚物或四嵌段共聚物材料,当采用两嵌段共聚物PS-b-PMMA时,所述两嵌段共聚物PS-b-PMMA体积分数f为0.6-0.8,沉积厚度为100-
600nm。
8.如权利要求6所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述电喷印使用的工艺参数:电压350V-500V,喷头距离基材的高度20-30微米。
9.如权利要求1所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(3)中,当自组装材料为两嵌段共聚物PS-b-PMMA时,其具体方法包括:(3-1)在氮气环境下,180℃~260℃下退火5-60分钟,两嵌段共聚物PS-b-PMMA发生微相分离,自组装出垂直于基底的纳结构;
(3-2)采用深紫外光曝光,剂量为25J/cm2,曝光时间为2-5分钟,在降解PMMA相同时交联固化PS相;
(3-3)使用冰醋酸浸泡2-4小时,溶解去除分解后的PMMA相。
10.如权利要求1所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(4)中,转移复制纳结构的具体方法为:
以PS相模板为掩模,采用刻蚀工艺将PS相纳结构转移复制到微结构上;或者以PS相模板为掩模,采用沉积、电铸、lift-off工艺,将PS相纳结构转移复制到功能材料上,制造出微纳复合结构。
11.如权利要求1所述的基于4D打印和纳米压印制造微纳复合结构的方法,其特征是:所述步骤(3)、(4)中,所述纳结构包括但不限于纳米柱、纳米孔和纳米墙结构;所述自组装出的纳结构包括但不限于球状相、柱状相、层状相和螺旋状相。