[发明专利]一种光刻胶、微纳温湿敏感智能器件及其制备方法

说明书

本发明属于光刻胶及激光直写技术领域，并公开了一种光刻胶、微纳温湿敏感智能器件及其制备方法，该光刻胶包括温敏单体、亲水性丙烯酸酯、阳离子型光引发剂和溶剂，温敏单体与亲水丙烯酸酯的摩尔比为(0.5～5):1，每毫升的温敏单体与亲水丙烯酸酯的混合液中含有0.6‑2mg的阳离子型光引发剂，温敏单体、亲水性丙烯酸酯和阳离子型光引发剂的体积总量与溶剂的体积比为10:(0.5～3)，所述微纳温湿敏感智能器件由上述光刻胶制备。本发明制备的光刻胶具有亲水亲醇性，制备的智能器件具有温湿敏特性，具有制备工艺简单，操作便利等优点。

技术领域

本发明属于光刻胶及激光直写技术领域，更具体地，涉及一种光刻胶、微纳温湿敏感智能器件及其制备方法。

背景技术

智能材料是继天然、合成高分子、人工设计材料之后的第四代材料，是新材料发展的重要方向之一，将支撑生产力发展，使功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。智能材料因独特化学官能团或掺杂纳米材料具有新性质：亲疏水、自愈、光致驱动、导电、磁感、高柔性或机械强度，其在亚波长区域内的光致聚合效应和烧蚀效应是光学制造高质量微纳器件的基础和保障。

飞秒激光直写技术集成了精密机械、数字技术、超快激光器和先进材料学科，具有纳米增减材加工能力，是无掩膜、非接触式、突破光学衍射极限、具备三维纳米精度的先进光学制造技术，可制备微纳机械、模型和光学器件等，但目前广泛使用非智能的树脂材料、以及蛋白质、金属/陶瓷等材料，其激光直写技术的成形结构或图案均静止，无刺激响应或可控的智能形变能力，无环境自适应性。因此，需研究设计新型的树脂，以将其作为激光直写成形技术的原材料，进而制备具有形变能力及环境适应性的智能器件。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光刻胶、微纳温湿敏感智能器件及其制备方法，其立足于飞秒激光诱导的智能单体的双/多光子吸收效应，以材料的温敏/亲水性为契入点，利用阳离子光引发剂提高自由基活性，制备获得具有亲水亲醇性光刻胶以及具有温湿敏特性的智能器件，

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种光刻胶，包括温敏单体、亲水性丙烯酸酯、阳离子型光引发剂和溶剂，所述温敏单体、亲水性丙烯酸酯、阳离子型光引发剂和溶剂的配比如下：温敏单体与亲水丙烯酸酯的摩尔比为(0.5～5):1，每毫升的温敏单体与亲水丙烯酸酯的混合液中含有0.6-2mg的阳离子型光引发剂，温敏单体、亲水性丙烯酸酯和阳离子型光引发剂的体积总量与溶剂的体积比为10:(0.5～3)。

作为进一步优选的，温敏单体优选为聚氮-异丙基丙烯酰胺、聚-乙烯基异丁酞胺或聚氧化乙烯醚；亲水性丙烯酸酯优选为聚乙二醇二丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯；阳离子型光引发剂优选为亚甲基蓝、巯基苯并噻唑、7-二乙基氨基-3-噻吩甲酰基香豆素或2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮；溶剂优选为乙二醇、甲醇或乙醇。

作为进一步优选的，温敏单体与亲水丙烯酸酯的摩尔比优选为2:1；每毫升的温敏单体与亲水丙烯酸酯的混合液中优选含有0.9mg阳离子型光引发剂；温敏单体、亲水性丙烯酸酯和阳离子型光引发剂的体积总量与溶剂的体积比优选为10:2。

按照本发明的另一方面，提供了一种所述光刻胶的制备方法，包括如下步骤：

1)在纯度>99％的溶剂中滴入亲水性丙烯酸酯，超声振荡获得透明流动状的混合物；

2)在透明流动状的混合物中加入温敏单体，搅拌、离心获得上层液体；

3)在步骤2)获得的上层液体中加入阳离子型光引发剂粉末，依次进行超声振荡、搅拌和离心，滤除沉淀物获得所需的光刻胶。