激光烧蚀

Abstract(#br)We report the development of magnetic nanocomposite sheets with superhydrophobic and supeoleophilic surfaces generated by laser ablation. Polydimethylsiloxane elastomer free-standing films, loaded homogeneously with 2% wt. carbon coated iron nanoparticles, were ablated by UV (248\u003cce:hsp sp=\"0.25\"/\u003enm), nanosecond laser pulses. The laser irradiation induces chemical and structural changes (both in micro- and nano-scale) to the surfaces of the nanocomposites rendering them superhydrophobic.

Abstract(#br)We demonstrate a facile single step laser treatment process to render a polydimethylsiloxane (PDMS) surface superhydrophobic. By synchronizing a pulsed nanosecond laser source with a motorized stage, superhydrophobic grid patterns were written on the surface of PDMS. Hierarchical micro and nanostructures were formed in the irradiated areas while non-irradiated areas were covered by nanostructures due to deposition of ablated particles.

激光微细加工技术为微流控器件的快速生产提供了一种很有前景的替代方法。然而，工艺参数对普通微流控基底上通道几何形状和通道质量的影响尚未完全了解。本文研究了激光系统参数对微通道常用材料聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和显微镜玻璃基板微通道特性的影响。我们还在这些基底上利用激光加工的微通道上的正常人真皮成纤维细胞进行了细胞黏附实验。PDMS、PMMA和玻璃中微通道的加工采用了由45W激光管、激光管内循环水回路和基板空冷组成的商用CO2激光系统。通过改变激光系统的四个参数——速度、功率、焦距和通孔数来制备直通微通道。利用扫描电子显微镜( SEM )和三维形貌仪对通道的深度、宽度和形状进行了测量。结果表明，无论衬底材料如何，较高的速度产生较低的深度，而较高的激光功率产生较深的通道。非聚焦激光加工产生更宽但更浅的通道。对于相同的速度和功率，PDMS通道最宽，PMMA通道最深。结果还表明，可以通过增加通孔数来控制微通道的轮廓。随着道次数的增加，玻璃和PDMS都产生了均匀、更宽、更多的圆形通道，相比之下，PMMA的通道在底部更尖锐、更偏斜。在快速细胞黏附实验中，PDMS和玻璃微通道的表现优于PMMA微通道。本研究可作为材料特异性激光微通道制备的快速参考。

激光微细加工技术为微流控器件的快速生产提供了一种很有前景的替代方法。然而，工艺参数对普通微流控基底上通道几何形状和通道质量的影响尚未完全了解。本文研究了激光系统参数对微通道常用材料聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和显微镜玻璃基板微通道特性的影响。我们还在这些基底上利用激光加工的微通道上的正常人真皮成纤维细胞进行了细胞黏附实验。PDMS、PMMA和玻璃中微通道的加工采用了由45W激光管、激光管内循环水回路和基板空冷组成的商用CO2激光系统。通过改变激光系统的四个参数——速度、功率、焦距和通孔数来制备直通微通道。利用扫描电子显微镜( SEM )和三维形貌仪对通道的深度、宽度和形状进行了测量。结果表明，无论衬底材料如何，较高的速度产生较低的深度，而较高的激光功率产生较深的通道。非聚焦激光加工产生更宽但更浅的通道。对于相同的速度和功率，PDMS通道最宽，PMMA通道最深。结果还表明，可以通过增加通孔数来控制微通道的轮廓。随着道次数的增加，玻璃和PDMS都产生了均匀、更宽、更多的圆形通道，相比之下，PMMA的通道在底部更尖锐、更偏斜。在快速细胞黏附实验中，PDMS和玻璃微通道的表现优于PMMA微通道。本研究可作为材料特异性激光微通道制备的快速参考。

本工作中，我们对弹性体基底上沉积的Au / Ti薄膜，如聚二甲基硅氧烷( PDMS )与Kapton®上的样品进行了力学分析，沉积后的金属通过超短( 270飞秒)脉冲激光烧蚀进行了图形化。与先前演示的长脉冲激光图形相比，减少了对基板的热损伤，减少了热影响区。厚弹性体金属化过程中的一个主要问题是金属薄膜在金属化过程中形成皱纹并伴随脆性裂纹，恶化金属线的性能和可靠性。在聚酰亚胺上没有观察到这种开裂现象。用金属-弹性体系统的应力分析研究了裂纹的形成，假设当金属膜中的应力超过某一临界值时就会出现裂纹。提出了多层多材料叠层系统的一般力学模型和分析，并将其应用于PDMS上Au / Ti的特殊情况。利用该模型，已经考察了金属薄膜中应力发展的根本原因。采用Sylgard 184，Dow Corning PDMS制成的各种弹性体基底制备了一系列样品。在单体与交联剂质量比为1：2 ~ 1：19范围内，采用不同的单体/交联剂比例制备了一系列样品。利用薄膜应力分析，计算了不同层之间和层内的内应力。根据计算结果，可以估算金属薄膜中的比应力。利用这个值，我们可以选择合适的具体材料，不会超过它们的临界破坏应力。通过光学显微镜和扫描电子显微镜( SEM )二次电子( SE )图像的失效分析，验证了这一假设。我们在这里报告了力学分析预测与各种样品完整性之间的良好相关性。