起皱

文摘本研究揭示了在聚二甲基硅氧烷( PDMS )衬底上磁控溅射沉积Al薄膜在高温下的两阶段起皱行为。在Al薄膜中形成了具有纳米微双尺度皱纹的层次结构。微尺度皱纹起源于热收缩，波长随着膜厚的增加而增加，而纳米尺度皱纹则是由PDMS表面混合层的膨胀诱导产生的，波长几乎不变。该结果为功能层次化皱纹表面的生成提供了一种简便的方法. . .图解摘要[ Display省略]

摘要\n弯曲诱导的对称破缺模式的形成和转变在跨越胚胎发生、异质微粒、脱水果实、生长肿瘤和行星表面等不同长度尺度的弯曲膜/基底系统中被广泛观察到。在此，我们从实验和理论上发现，核壳球在核收缩或表面层膨胀时的形态选择主要由表征核壳刚度比和系统几何曲率的单一无量纲参数Cs决定。当芯部保持相对软( Cs 15 )时，包含多边形和迷宫模式的对称破缺无序模式似乎在能量上是有利的。当Cs ~ 1000非常大时，核壳球近似为平面薄膜/基底体系，从而观察到具有晶界的棋盘格图案。此外，我们发现亚临界到超临界分岔的转变可以用这个参数来定量表征。基于此单因素的模式选择与我们在整个有效范围内对氧化聚二甲基硅氧烷( PDMS )微球的实验观察非常吻合。我们的研究结果不仅为球状薄膜/基底体系的模式选择提供了基本的理解，而且为定量地利用曲率-模量共定模式的形成来设计与形貌相关的功能表面奠定了基础。

热收缩引起了球形聚二甲基硅氧烷( PDMS )衬底上金属薄膜的表面起皱。实验发现了皱纹波长、膜厚和基底半径之间的一种新的标度律，并从理论上进行了合理的解释，标度指数恒定，标度系数与材料有关。理论预测与其他球壳/芯系统的现有实验数据吻合较好，壳/芯模比可达几个数量级，表明其通用性和稳健性。研究结果为研究球面的起皱现象提供了新的思路，并为按需生成起皱纹提供了预测途径。