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利用薄粘弹性膜的接触不稳定性实现纤维表面涂层的微图案化
摘要： 通过线性和非线性分析，我们探究了曲面上薄粘弹性薄膜的接触失稳现象。为预测时间和长度尺度，对零频线性粘弹性固体薄膜的变形控制方程及边界条件进行了线性化处理。长波分析验证了通用分析所得特征值的准确性。当薄膜表面与接触体间的粘附作用通过抑制弹性恢复力和表面张力诱发接触失稳时，径向曲率力则引发毛细失稳。值得注意的是，与无条件失稳的粘性薄膜不同，这种失稳仅在超过由粘弹性薄膜弹性刚度决定的临界失稳力后才会显现。通过调控薄膜-接触体间隙和纤维半径来调节分子间失稳力与径向曲率力，可促使液滴、柱状结构或混合形态的形成。非线性模拟揭示了在纤维表面构筑柱状体、液滴及混合形态的条件：例如当接触体-薄膜间隙较大且纤维半径与薄膜厚度较小时，径向曲率主导力会使薄膜碎裂成液滴；而大半径纤维上较小的接触体-薄膜间距则会诱发接触失稳形成柱状结构，否则将产生液滴与柱状体的混合形态。此外，通过调节薄膜-接触体间隙、纤维半径及稳定-失稳力的平衡，可获得微米级至数百纳米尺度的表面图案。
关键词： 微图案化、纤维表面、毛细不稳定性、接触不稳定性、粘弹性薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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微图案化液晶纹理中的拓扑缺陷马赛克
摘要： 向列相液晶薄片中出现的取向有序拓扑缺陷（如标准纹影织构所示）表现为具有强光学双折射的随机准二维系统。我们提出一种利用硅基底微图案孔洞捕获空气柱来创建和控制缺陷的方法。通过阵列化空气柱可将缺陷稳定并定位为规则二维晶格。我们探究了孔洞形状、晶格对称性及表面处理对最终缺陷晶格的影响，并运用拓扑规则阐释其排列机制。最后展示当体系跨越向列相-近晶A相变冷却后，由于近晶相等层间距条件对缺陷及周围结构产生制约，从而形成精细的万花筒状织构。
关键词： 近晶A相、向列相、双折射、微图案化、拓扑缺陷、液晶
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光触发硫醇-烯网络的书写与生物功能化
摘要： 利用邻硝基苄酯（o-NBE）的光响应特性，通过直接激光写入在三硫醇-烯网络中刻写微米级2.5维图案。为此，采用含o-NBE生色团的多功能硫醇与光敏烯烃，在可见光照射下固化而不会引发o-NBE键的过早光解离。网络形成后，使用波长375纳米的激光束选择性诱导o-NBE基团的光解反应。正性图案可直接刻写于样品表面，无需后续显影步骤（即在适当有机溶剂中去除可溶组分）。在实现干法显影微图案的同时，通过调节激光能量剂量即可获得具有定制羧基含量的不同功能域，从而便捷调控曝光区域的化学表面组成。后续将这些区域活化并作为锚定点连接Alexa-546标记的蛋白A。因此，这种激光可写硫醇-烯网络不仅为正性图案制备提供了简便方法，更为生物传感应用开辟了广阔前景。
关键词： 硫醇-烯聚合物、光触发官能团、生物功能化、微图案化、激光写入
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE日本CPMT研讨会(ICSJ) - 日本京都(2019.11.18-2019.11.20)] 2019年IEEE日本CPMT研讨会(ICSJ) - 一种用于LED疗法的可生物降解梯形微图案贴片微针
摘要： LED疗法因其无创、无需用药且仅作用于病变区域而不损伤其他组织的显著优势，已被广泛应用于皮肤问题护理和美容治疗中。然而，由于光子在皮肤组织中的穿透深度有限，当需要光子穿过表皮到达目标病变区域时，实现安全有效的LED治疗具有挑战性。因此，本研究提出了一种结合微针与梯形微图案贴片（MTMP）的可生物降解导光板作为光辅助装置，以提高光疗的传输效率。同时预期这种柔性光辅助装置可应用于轻薄便携的光疗系统中。
关键词： 微针、导光、微图案化、微模塑、LED疗法
更新于2025-09-23 15:19:57
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胶体光子晶体的微图案化与缺陷工程——激光直写技术
摘要： 胶体光子晶体（CPCs）的微图案化与缺陷工程对其功能实现至关重要，这些结构是光子芯片集成、微腔激光、化学传感等应用的关键。然而近年来，由于缺乏通用、经济高效且多功能的单步制备策略，该领域面临诸多障碍。传统微/纳加工技术往往仅适用于特定结构，且制备过程复杂，易引发重复性难题。本研究基于聚苯乙烯（PS）微球的选择性光降解原理，通过激光直写技术可在PS/SiO? CPC薄膜中便捷构建点缺陷、波导及特征尺寸可调（4-500纳米）的微图案。通过调节激光功率或辐照时间，能制备高分辨率的彩色微图案与图像，在显示器件与防伪领域具有重要应用价值。
关键词： 光降解、微图案化、胶体光子晶体、防伪、缺陷工程、激光直写、图像显示
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过粘性聚合物加工制备激光图案化氧化锌替代磷酸钙骨移植支架
摘要： 聚合物面团加工法是一种能轻松解决该问题的方法。本研究通过粘性聚合物加工路线探索了氧化锌掺杂磷酸钙（Zn-CaP）微图案化支架。采用湿化学法合成了Zn-CaP纳米粉体，并通过SEM、TEM、XRD和EDX进行表征。利用氧化锌掺杂磷酸钙支架，经辊压成型和激光加工构建出高延展性微图案化骨移植物。通过MTT检测、DNA定量和ALP测定评估其细胞培养相容性，通过溶血和血细胞聚集实验验证体内适用性。采用荧光显微镜、活死染色和SEM观察细胞生长情况，PCR分析显示该材料无需补充培养基即可诱导骨髓间充质干细胞成骨分化。该材料对革兰氏阳性和阴性细菌均表现出显著抑菌圈，且在微图案化区域观察到选择性细胞生长。
关键词： 掺杂、抗菌活性、生物活性、微图案化、粘性聚合物加工
更新于2025-09-16 10:30:52
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金属有机框架的激光同步合成与微图案化
摘要： 通过局部激光加热前驱体溶液，实现了金属有机框架（MOF）的微图案化。在热诱导微气泡周围的对流作用下，先形成纳米级MOFs，随后快速组装。这种激光诱导的自下而上技术首次实现了MOFs的同步合成与微图案化，省去了预制备和稳定化的步骤。
关键词： 激光诱导合成、金属有机框架、马兰戈尼对流、微图案化、纳米金属有机框架
更新于2025-09-12 10:27:22
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[美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际会议 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际会议 - 石墨烯微纳加工的选择性飞秒激光烧蚀技术
摘要： 由于石墨烯具有卓越的电学特性，其清洁且定义明确的微结构在多样化应用中的需求日益增长。然而，这类微结构石墨烯的制备面临操作和加工难题。飞秒激光是实现可控烧蚀及图案化加工的多功能工具。本文采用钛宝石激光器（λ=800 nm，τ=40 fs）对硅基底上300 nm厚热氧化硅层表面的单层石墨烯进行选择性烧蚀与功能化研究。我们考察了0.9-2.2 J/cm2能量密度范围内激光烧蚀形成的石墨烯微图案，发现略低于烧蚀阈值时即可实现石墨烯层功能化，图案化分辨率可达微米级。为研究烧蚀边缘石墨烯氧化效应，实验分别在常压惰性气体环境下进行。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜评估石墨烯辐照区域形貌，拉曼光谱确认石墨烯完全去除。研究表明飞秒激光烧蚀是直接在石墨烯单层上制备微图案（如薄膜晶体管电极等潜在应用）的有效方法。
关键词： 选择性烧蚀、功能化、飞秒激光烧蚀、微图案化、石墨烯
更新于2025-09-11 14:15:04
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飞秒激光烧蚀诱导类金刚石纳米复合薄膜结构与表面性能的转变
摘要： 飞秒激光烧蚀加工技术被应用于类金刚石纳米复合（DLN）薄膜（a-C:H:Si:O薄膜）的表面改性与微图案化。采用可见光波段飞秒激光（波长515纳米，脉冲宽度320飞秒），在DLN薄膜上制备出微沟槽图案以开展后续性能研究。研究重点包括：（一）通过拉曼光谱与透射电镜分析表面层在超短脉冲烧蚀过程中的结构转变；（二）激光图案化薄膜的润湿性；（三）利用横向力显微镜测试激光图案化DLN薄膜的纳米/微米级摩擦特性。拉曼光谱与透射电镜数据显示超短脉冲烧蚀过程中表面存在石墨化特征。高分辨透射电镜对微沟槽的研究表明，激光烧蚀表面形成了尺寸4-8纳米的立方相碳化硅纳米晶体。接触角测量显示沟槽表面呈现各向异性润湿行为（平行与垂直于微沟槽方向的接触角存在差异），该特性随沟槽深度（纵横比）变化。横向力显微镜测试（采用微米级硅探针）表明，激光图案化区域的摩擦性能低于原始表面。结果表明飞秒激光加工技术能有效调控硬质DLN涂层在微观与宏观尺度的特性。
关键词： 类金刚石纳米复合薄膜、飞秒激光烧蚀、微图案化、碳化硅纳米晶体、石墨化、润湿性
更新于2025-09-11 14:15:04
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Rac1和Cdc42梯度形成的光遗传学解析
摘要： 在细胞迁移过程中，Rho GTP酶会自发形成界定细胞前后端的空间梯度。前端区域活性Cdc42形成陡峭梯度，而活性Rac1则呈现数微米外达峰值的延展分布模式。这些梯度的塑造机制是什么？其形态又具有何种功能意义？本研究通过光遗传学与微图案技术联合应用发现：Cdc42与Rac1梯度并非直接由运输机制形成，而是由激活因子与失活因子的空间分布所决定。Cdc42梯度仅取决于鸟苷酸交换因子的分布，而Rac1梯度形态则需要GTP酶激活蛋白β2-chimaerin的参与——该蛋白通过Cdc42和Rac1的反馈作用在细胞尖端形成锐利定位。从功能上看，Rho GTP酶梯度的空间范围调控细胞迁移：陡峭的Cdc42梯度增强方向性，延展的Rac1梯度控制迁移速度。
关键词： Rac1、细胞迁移、微图案化、光遗传学、GAPs（GTP酶激活蛋白）、GEFs（鸟苷酸交换因子）、Cdc42、β2-chimaerin、Rho GTPases（Rho鸟苷三磷酸酶）
更新于2025-09-10 09:29:36