。此平面金屬(鎳)模板的微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔陣列3。其中，微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)的凹陷或者凸起的直徑大于或等于1微米；納米級(jí)的孔或柱的直徑小于1微米。
[0037](10)如果在步驟⑶中采用澆筑法，即將液態(tài)的聚合物(如硅橡膠PDMS)澆筑于硅片或IT0玻璃母板表面，然后使聚合物固化(如在100°C烘箱中加熱1小時(shí))。再將利用酸性(如稀鹽酸)或堿性(如氫氧化鈉)溶液去除硅片或IT0玻璃母板上的氧化鋅層或?qū)⒐袒蟮木酆衔飶墓杵騃T0玻璃母板上剝離下來，則可得到聚合物材料(硅橡膠PDMS)的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板。此聚合物(硅橡膠PDMS)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔陣列。
[0038](11)如果對(duì)步驟(9)中得到的平面金屬模板采用澆筑法，即將液態(tài)的聚合物(如硅橡膠PDMS)澆筑于具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面金屬模板，然后固化聚合物(如在100°C烘箱中加熱1小時(shí))，則可以得到聚合物材料(硅橡膠PDMS)的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板。該微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚合物(硅橡膠PDMS)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。
[0039](12)如果在步驟(10)中得到的聚合物材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板表面沉積一薄金屬層(如5nm的金屬Ti)，然后采用電鑄法，則可在電解液(如硫酸鎳)中得到金屬材料(鎳)的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板。該此金屬(鎳)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。
[0040]前述得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物或金屬模板均為平面模板。以微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物模板為基礎(chǔ)，按照以下步驟可得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物曲面模板或金屬曲面模板:
[0041]將上述步驟(10、11)中得到的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(如硅橡膠PDMS)平面模板進(jìn)行彎曲，使其貼合在圓柱的外表面，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向圓柱外側(cè)，則得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(硅橡膠PDMS)曲面模板。該模板的微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔/柱陣列。
[0042]將步驟(10、11)中得到的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(如硅橡膠PDMS)平面模板進(jìn)行彎曲，使其貼合在圓柱的外表面，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向圓柱外側(cè)，則可得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(硅橡膠PDMS)曲面模板。該模板的微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔/柱陣列。
[0043]在步驟(10)中得到的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(硅橡膠PDMS)平面模板的表面沉積一層金屬薄膜，然后將其彎曲成圓筒狀，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向圓筒內(nèi)側(cè)。采用電鑄法，則可在電解液(如硫酸鎳)中得到金屬(鎳)材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板。該此金屬(鎳)模板為曲面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。
[0044]將步驟(11)中得到的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物(硅橡膠PDMS)平面模板彎曲成圓筒狀，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向圓筒內(nèi)側(cè)，然后采用電鑄法，則可在電解液(如硫酸鎳)中得到金屬(鎳)材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板。該此金屬(鎳)模板為曲面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔陣列。
[0045]其中的步驟(4)，為了實(shí)現(xiàn)在硅片表面氧化鋅溶膠的微圖形化，壓印工藝需要采用具有微米特征圖形的壓印模具。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將硅片或ITO玻璃表面清潔干凈備用； (2)配制氧化鋅溶膠； (3)將步驟(2)配制的液態(tài)氧化鋅溶膠涂敷到清潔的硅片表面，并在其表面上均勻分布； (4)采用壓印工藝，對(duì)硅片或ITO玻璃上的液態(tài)的氧化鋅溶膠進(jìn)行微圖形化加工，形成氧化鋅的微米級(jí)凹凸結(jié)構(gòu)圖形； (5)對(duì)硅片或ITO玻璃上的氧化鋅溶膠進(jìn)行加熱和退火處理，退火后在硅片或ITO玻璃上得到具有微米級(jí)凹凸結(jié)構(gòu)的氧化鋅籽晶層； (6)采用水浴法，將退火后具有氧化鋅籽晶層的硅片或ITO玻璃浸沒于的生長(zhǎng)液中進(jìn)行氧化鋅納米柱生長(zhǎng)； (7)將生長(zhǎng)后的硅片或ITO玻璃從生長(zhǎng)液中取出，用去離子水清洗，在硅片或ITO玻璃上得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的氧化鋅層，該微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的氧化鋅層包括微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)在微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，還包括以下步驟: (8)采用電鑄法，以步驟(7)中得到的硅片或ITO玻璃為母板，在金屬電解液中進(jìn)行電鑄，形成具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面金屬模板； (9)利用酸性或堿性溶液去除硅片或ITO玻璃母板上的氧化鋅層，得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面金屬模板；此微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面金屬模板的微米結(jié)構(gòu)為微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔陣列。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，步驟(2)具體為:將摩爾比為1:1:0.5的二水合醋酸鋅、單乙醇氨和去離子水溶解于乙二醇甲醚中形成溶液，再將溶液密封后放入恒溫水浴鍋中，恒溫60°C磁力攪拌30— 60分鐘，得到透明均勻的氧化鋅溶膠；其中，溶液中二水合醋酸鋅的濃度為0.75mol/Lo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，步驟(5)中加熱和退火處理的步驟具體為:先將硅片或ITO玻璃放入200°C — 250°C干燥箱中烘烤，時(shí)間為10分鐘；再對(duì)硅片或ITO玻璃進(jìn)行退火處理，退火溫度為500°C，退火時(shí)間為1小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，步驟￠)中所述生長(zhǎng)液為濃度為0.04mol/L的六水合硝酸鋅與濃度為0.8mol/L的氫氧化鈉的混合溶液；生長(zhǎng)過程中的生長(zhǎng)液的溫度為80°C — 120°C，生長(zhǎng)時(shí)間為1一3小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，還包括以下步驟:將液態(tài)的聚合物澆筑于步驟(7)獲得的硅片或ITO玻璃母板表面，然后使聚合物固化；再將利用酸性或堿性溶液去除硅片或ITO玻璃母板上的氧化鋅層或?qū)⒐袒蟮木酆衔飶墓杵騃TO玻璃母板上剝離下來，得到聚合物材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板；此聚合物微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米孔陣列。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，利用步驟(9)中得到的平面金屬模板進(jìn)行澆筑:將液態(tài)的聚合物澆筑于具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面金屬模板，然后固化聚合物，得到聚合物材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板；此聚合物微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，在聚合物微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板表面沉積一層金屬薄膜，然后采用電鑄法，在電解液中得到金屬材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板；該金屬材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板為平面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱/孔陣列。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，將聚合物微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行彎曲，使其貼合在圓柱或者曲面上，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向外側(cè)，得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物曲面模板。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，其特征在于，將聚合物微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行彎曲，使其貼合在圓筒內(nèi)側(cè)或者曲面上，并保持微納復(fù)合結(jié)構(gòu)朝向內(nèi)側(cè)，得到微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物曲面模板；然后在微納復(fù)合結(jié)構(gòu)聚合物曲面模板表面沉積一層金屬薄膜，然后采用電鑄法，在電解液中得到金屬材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板；該金屬材料的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板為曲面模板，其微米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)，而納米結(jié)構(gòu)為凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱/孔陣列。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)模板的制造方法，包括：將液態(tài)氧化鋅溶膠涂敷到清潔的硅片或ITO玻璃表面，對(duì)硅片或ITO玻璃上的液態(tài)的氧化鋅溶膠進(jìn)行微圖形化加工，形成氧化鋅的微米級(jí)凹凸結(jié)構(gòu)圖形；對(duì)硅片或ITO玻璃上的氧化鋅溶膠進(jìn)行加熱和退火處理，得到具有微米級(jí)凹凸結(jié)構(gòu)的氧化鋅籽晶層；將硅片或ITO玻璃浸沒于的生長(zhǎng)液中進(jìn)行氧化鋅納米柱生長(zhǎng)；將生長(zhǎng)后的硅片或ITO玻璃從生長(zhǎng)液中取出，在硅片或ITO玻璃上得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的氧化鋅層，該微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的氧化鋅層包括微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)在微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)上的納米柱陣列。本發(fā)明可以制備出微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的平面或曲面模板，該方法工藝簡(jiǎn)便，成本低；模板材料可由金屬或聚合物材料制成。
【IPC分類】B81C1/00, B82Y40/00
【公開號(hào)】CN105253852
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510556504
【發(fā)明人】葉向東, 張學(xué)鋒, 蔡安江
【申請(qǐng)人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日