[发明专利]紫外光诱导表面自褶皱图案的制备方法及其构建防伪标识的应用

说明书

本发明涉及紫外光诱导表面自褶皱图案的制备方法及其构建防伪标识的应用。具体地，所述方法包括，a)在支撑基材上涂布聚合物体系的溶液，以形成聚合物膜；和b)使所述聚合物膜经受波长为300nm或更长的紫外光的照射，从而形成可识别尺寸在0.1至1000微米范围的褶皱图案，其中，所述聚合物体系包含具有在所述紫外光照的条件下可发生交联的基团的聚合物。在本发明的一些实施方式中，所述聚合物体系包含具有光二聚基团的聚合物，或者由具有光二聚基团的聚合物组成。在本发明的另一些实施方式中，所述聚合物体系包含具有可光聚合基团的聚合物和光引发剂，或者由具有可光聚合基团的聚合物和光引发剂组成。

技术领域

本发明涉及一种用于表面自褶皱图案的制备方法以及由其形成的褶皱图案。具体地，本发明涉及一种经由紫外光诱导表面自褶皱图案的制备方法。本发明还涉及以上形成的褶皱图案在构建防伪标识和进行身份验证中的应用。

背景技术

图案化表面不但广泛存在于自然界中，同时也被广泛应用到生活和工业的多个领域。在过去十几年间，涉及聚合物膜的图案化表面的应用越来越广泛，这种应用涉及从制造微芯片和微电子机械(MEM)器件到制备细胞生长和粘附的基质各个领域。因而，生成这种图案化的聚合物表面越来越受到关注。

目前，表面图案化技术常见的方法包括激光刻蚀，化学刻蚀、光刻、平板印刷好压印等技术。这些技术近年来已经得到工业上的广泛应用，工艺成熟稳定，重复性好，但是存在制备工艺复杂，设备价格高昂等限制，大面积制备推广这些技术存在一定的困难。

与这些技术所涉及的高度复杂的工具相比，表面不稳定化利用了聚合物的固有性质以引起特有表面图案，这种方法是相对简单的。然而，目前，现有技术还没有利用表面不稳定化机理来形成微观尺寸的图案化表面的报道，更没有涉及该种图案化表面用于防伪标识以及智能识别的报道。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种简单有效、可以大面积生产、程序工艺简洁的聚合物膜的表面微观图案化的方法。

本发明的发明人发现，利用紫外光直接照射由具有光二聚基团或可光聚合基团的聚合物在支撑基材上形成的单层膜或涂层，可以在该单层膜或涂层的表面上形成具有微米尺寸的无序褶皱图案，迄今为止对此鲜有报道。并非受缚于任何理论，据认为，这种光二聚基团和可光聚合基团在紫外光照的条件下发生交联反应，由此导致单层膜或涂层的部分表层的模量或交联度增大，从而在聚合物膜的表面上自发地形成无序褶皱结构。

本发明的发明人还发现，在以上褶皱形成过程中，利用掩膜对光照区域进行控制，可以实现褶皱图案的排列方式从无序到有序和阵列的调整。

因此，本发明一方面提供了一种紫外光诱导的表面自褶皱图案的制备方法所述方法包括，a)在支撑基材上涂布聚合物体系的溶液，以形成聚合物膜；和b)使所述聚合物经受波长为300nm或更长的紫外光的照射，从而形成可识别尺寸在0.1至1000微米范围内、优选在1至600微米的范围内、更优选在20至500微米的范围内的褶皱图案，其中，所述聚合物体系包含具有在所述紫外光照的条件下可发生交联的基团的聚合物。在本发明的一些实施方式中，所述紫外光直接照射到所述聚合物膜上，从而得到具有无序结构的皱褶图案。在本发明的另一些实施方式中，所述紫外光穿过掩膜照射到所述聚合物膜上，从而得到具有阵列或有序结构的皱褶图案。

本发明的发明人进一步发现，采用本发明的方法形成的褶皱图案具有微米尺度的可识别尺寸，并且具有可识别性和唯一性，因而这种褶皱图案可应用于构建防伪标识及进行身份识别等领域。

因此，本发明的另一方面提供了采用本发明的得到的褶皱图案用于构建防伪标识或进行身份验证的应用。

和现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

第一、这种利用紫外光诱导在含有光二聚聚合物和光聚合聚合物的聚合物体系形成的聚合物膜的表面产生自褶皱图案的方法，简单易行、工艺简单、原料易得、成本较低，可推广应用。