接受低功率激光的低成本聚合物

发布时间：2024-04-17 15:33:12 栏目：精选知识

导读 高功率激光器通常用于修饰聚合物表面，以制造高科技生物医学产品、电子产品和数据存储组件。现在，弗林德斯大学的研究人员发现了一种光响应...

高功率激光器通常用于修饰聚合物表面，以制造高科技生物医学产品、电子产品和数据存储组件。



现在，弗林德斯大学的研究人员发现了一种光响应、廉价的硫衍生聚合物，可以接受低功率、可见光激光，有望在纳米技术、化学科学和生物应用中的表面图案化中提供更实惠、更安全的生产方法。

该新颖系统的详细信息刚刚发表在排名最高的化学期刊之一《Angewandte Chemie 国际版》上，其中包括著名的《蒙娜丽莎》画作的激光蚀刻版本和比针头还小的微盲文印刷。

“这可能是减少对昂贵的专业设备(包括具有危险辐射风险的高功率激光器)需求的一种方法，同时还可以使用更可持续的材料。例如，关键聚合物是由低成本的元素硫(一种工业副产品)和环戊二烯或二环戊二烯制成的，”弗林德斯大学的马修·弗林德斯化学教授贾斯汀·查尔克(Justin Chalker)说。

“我们的研究使用了一套具有离散波长(532、638 和 786 nm)和功率的激光器来演示特殊聚合物的各种表面修饰，包括通过烧蚀控制膨胀或蚀刻。

弗林德斯大学纳米科学与工程研究所的 Chalker 博士说：“这些光敏聚合物系统的简便合成和激光改性已应用于直写激光光刻和可擦除信息存储等应用中。”

一旦激光接触到表面，聚合物就会膨胀或蚀刻出凹坑，从而立即形成线条、孔、尖刺和通道。

这一发现是由弗林德斯大学研究员兼合著者Christopher Gibson 博士在对博士候选人 Samuel Tonkin 和 Chalker 教授于 2022 年首次在 Chalker 实验室发明的聚合物进行常规分析时发现的。

吉布森博士说：“这种新型聚合物立即被低功率激光改性——这是我以前从未在任何其他常见聚合物上观察到的不寻常反应。

“我们立即意识到这种现象可能在许多应用中都有用，因此我们围绕这一发现建立了一个研究项目。”

弗林德斯科学与工程学院的另一位博士生阿比盖尔·曼女士领导了该项目的下一阶段，并且是这篇新国际期刊论文的第一作者。

“这些努力的成果是一种在聚合物表面生成精确图案的新技术，”她说。

“开发新的微加工技术并将其引入硫基材料是令人兴奋的。我们希望在我们的实验室及其他领域激发广泛的实际应用。”

潜在的应用包括在聚合物上存储数据的新方法、用于生物医学应用的新图案表面以及制造用于电子、传感器和微流体的微米和纳米级设备的新方法。

在助理研究员 Lynn Lisboa 博士和 Samuel Tonkin 的支持下，弗林德斯团队对激光如何修饰聚合物以及如何控制修饰的类型和大小进行了详细分析。

另一位合著者 Lisboa 博士补充道：“这一发现的影响远远超出了实验室范围，可能用于生物医学设备、电子、信息存储、微流体和许多其他功能材料应用。

澳大利亚国家制造设施 (ANFF) 的弗林德斯光谱学家 Jason Gascooke 博士也参与了该项目。他说，如果没有联邦和州政府为澳大利亚显微镜学和南澳州 ANFF 国家设施以及弗林德斯显微镜和微量分析设施提供的资金，这一最新发现是不可能实现的。