科研动态|我院科研人员在褶皱动态调控及智能显示领域取得新进展
2020-05-27 08:20:33

在自然界中,可逆的表面结构往往赋予动植物动态调节自身颜色和透光性的能力,是一种高效伪装的方式与策略。受此启发,研究人员通常采用光刻技术来制备可逆可调的表面结构以实现所需的功能性应用。近年来,由于对于环境刺激 (温度、湿度、光、磁等) 的可逆响应,褶皱图案开辟了实现动态表面的新途径,在可逆润湿、黏附、摩擦、光学等智能表面和器件具有广泛的应用前景。尽管如此,如何在单一膜/基材料体系简单有效地制备可控褶皱图案以实现多功能性仍然是该领域国际性的难题。

针对上述问题,西安交大金属材料强度国家重点实验室孙军教授团队提出了一种利用紫外臭氧法(UVO)处理聚二甲基硅氧烷(PDMS)来制备可逆褶皱图案化智能表面的新策略。在极其简单的单一膜/基材料体系成功实现了三种不同类型的溶剂响应型动态褶皱表面,分别为可逆迷宫型褶皱表面(I型)、可逆直线型褶皱表面(II型)、不可逆褶皱-裂纹表面(III型)(如上图所示)。通过调控溶剂种类、UVO处理工艺及机械预应变,可实现对三种褶皱表面稳定性、可逆性、取向性及光学性能的精准控制。基于不同的溶剂响应行为,探索并证实了该三种类型褶皱表面作为可擦写显示、便携式酒精检测、防窥防伪、溶剂泄露显示等各类智能显示器件的可能,为制备智能表面和显示器件提供了新的思路。

该研究成果日前以《褶皱动态调控及其智能显示应用》(Harnessing Dynamic Wrinkling Surfaces for Smart Displays) 为题在国际著名学术期刊《纳米快报》(Nano Letters, IF=12.279)上在线发表。材料学院青年教师吴凯博士和硕士研究生孙宇为该论文的共同第一作者,孙军教授和刘刚教授为共同通讯作者,西安交通大学为该论文的唯一作者单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金和“111”引智计划项目的资助。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b05279

 

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