【仪表网 研发快讯】近日，合肥工业大学仪器科学与光电工程学院费业泰精密工程中心团队的吴思竹教授、张亚超副教授在微纳制造领域取得创新性进展，提出通用的拉伸诱导聚合物自生长(SIPS)方法，成功实现高长径比微结构的快速、可逆制备。相关研究成果以“Stretch-induced reversible self-growth of high aspect ratio microstructures scribed by femtosecond laser”为题发表于国际知名期刊《Nature Communications》。
传统聚合物自生长技术普遍存在生长速度慢、结构长径比低、材料适配范围窄以及结构难以实现可逆调控等问题，难以满足微纳制造领域的实际应用需求。针对上述瓶颈，研究团队受自然界动态非平衡体系的启发，将飞秒激光精准刻蚀与弹性薄膜应力调控相结合，提出了一种SIPS新方法。该方法通过对弹性薄膜进行预拉伸，并利用飞秒激光局部刻蚀释放应力，从而驱动聚合物微结构自发生长。基于该策略，成功制备出长径比高达1.4的微柱结构，显著高于此前报道的约0.25。同时，实验结果表明微柱高度与拉伸比及刻蚀深度之间存在明确的定量关系，为微结构的精准设计提供了重要理论依据。进一步的理论仿真表明，微柱高度主要由预应变释放所产生的结构形变所决定，与材料的杨氏模量基本无关。
该方法兼具生长速度快、材料普适性强、结构可逆性优异、设计可编程等优势，还在盲文训练、信息加解/密、微球操控等场景完成概念验证，证实了在触觉界面、信息存储、微操作等领域的应用潜力。这一成果为高长径比可逆微结构的可控制备提供了新的技术方案，为微纳制造和自适应表面工程等领域的发展开辟了新的技术路径。
合肥工业大学与中国科学技术大学为该论文的共同第一完成单位。合肥工业大学张亚超副教授与中国科学技术大学张念为论文共同第一作者，吴思竹教授与中国科学技术大学胡衍雷教授为论文通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金等项目的资助，西南科技大学、浙江大学、香港中文大学等单位参与合作完成。
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