液滴操控组装柔性多维度、多功能光电器件

摘要

通过打印、印刷的方式构建纳米结构,将克服传统光刻蚀减材工艺的污染排放与生产效率地下的问题,实现绿色、高效、快速、大面积、多材料制备新型纳米结构器件.深入研究墨滴在不同材料表面的动态浸润行为,发现材料表面浸润性、液滴表面张力和粘附力与液滴扩散、粘附、移动及液膜破裂等过程控制的基本规律,实现墨滴从零维到三维图案化过程的精确调控.通过深入研究实现材料表面各向异性的可控浸润与粘附,控制液滴干燥过程中三相线的滑移,实现液滴内溶质或纳米粒子的均匀分布及可控组装,并通过各向异性的浸润性控制实现图案化与器件制备.通过液滴操控技术控制溶剂挥发过程中液滴中纳米颗粒的三维精细自组装,制备具有等量三维微结构的光子晶体阵列芯片,确保芯片上每个检测点具有相同的荧光增强效应,实现了单一普通化学传感器对多重(12种)金属阳离子的辨别分析;制备高质量的柔性光子晶体薄膜,实现12种糖类分子的分析.设计利用液滴操控技术,控制银纳米颗粒的自组装成形貌多样的银纳米曲线,在应对外界不同的拉伸应力变化时给出细微的差异化电阻变化响应,贴敷在人面部的6个标准肌肉群,运用多通道统计分析,则可以对不同的表情进行识别.针对实际检测应用中的实用性,通过设计新型的高集成多底物识别传感器芯片,发展高效化学与生物传感器,可以为适用于复杂目标与环境识别的便捷传感器器件提供具有重大意义的思路、方法与工艺.近年来,随着人工智能的不断升级和衍化,交叉响应传感阵列被集成化为可携带器件、可穿戴器件,更加便利和广泛应用于人们的生活当中.