專利名稱：黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與納米結(jié)構(gòu)物的制造技術(shù)有關(guān)，特別是指一種黏性微結(jié)構(gòu)的制 造方法。
背景技術(shù)：
按，現(xiàn)有已知的納米貼紙，主要是由自然界中壁虎的腳趾皮膚所得知 的技術(shù)，主要利用腳趾上極高密度的匙突結(jié)構(gòu)來對(duì)其吸附表面產(chǎn)生凡德瓦 力，以達(dá)到吸附的效果?，F(xiàn)有的納米貼紙，就是由其表面的高密度纖毛來 達(dá)到吸附效果的。
目前已知的納米貼紙的制造技術(shù)中，計(jì)有英國(guó)Manchester大學(xué)Andre K, Geim(A. K. Geim et al., Nat, Mater. 2, 461(2003))、美國(guó)Carnegie Mellom 大學(xué)Metin sitti (M. sitti et al.， J. Adhesion Sci. Technol" 18, p 1055(2003))、 Akron 大學(xué) Ali Dhinojwala(B Yurdumakan et al.， Chem. Commun.， p3799(2005))與美國(guó)Atlas Scientific公司Yang Zhao(Y. Zhao, J. Vac. Sci. Techno. B， 23(1)， p331(2006))等四組，前兩者使用的材料為高分子，后兩者 則使用納米碳管。
Geim的方法是以電子光束微影(electron beam mhography)系統(tǒng)、金屬
濺鍍與電漿蝕刻等設(shè)備，在聚酰亞氨膜上制備上百萬(wàn)根人工合成的聚酰亞 氨纖維。這些纖維是直徑約在500納米，長(zhǎng)度約2微米長(zhǎng)的柱狀結(jié)構(gòu)，以 及纖維間的距離是1.0微米。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這種纖維每平方公分約可承載 質(zhì)量為300公克的物體，并且再重復(fù)使用數(shù)次后即喪失其黏著力。但是這 個(gè)方法的缺點(diǎn)是，不僅需使用電子光束微影系統(tǒng)、金屬濺鍍與電漿蝕刻設(shè)備等昂貴設(shè)備。此外，其生產(chǎn)速率亦非常緩慢，并且無(wú)法大面積生產(chǎn)，而 無(wú)法符合量產(chǎn)需求。同時(shí)，纖維結(jié)構(gòu)是經(jīng)由蝕刻方式制造，所以亦造成纖 維結(jié)構(gòu)特性改變，而無(wú)法重復(fù)使用。
至于Sitti則是采用模造(molding)法的方式制備上百萬(wàn)根人工合成的 Silicone rubber纖維，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這種纖維每平方公分約可承載質(zhì)量為 0.3公克的物體，因此這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，雖采用可快速大量制造特性的 模造法，但是其模具無(wú)法重復(fù)使用，故不符合量產(chǎn)的需要。
Dhinojwala與Zhao則是采用合成的納米碳管做為壁虎腳趾上的匙突 結(jié)構(gòu)，雖然可得到與匙突結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)酿ぶ?，但是這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，納 米碳管的成長(zhǎng)溫度過高，而無(wú)法直接成長(zhǎng)于軟性的高分子基板上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其模具可重復(fù)使 用，符合產(chǎn)業(yè)上的量產(chǎn)及低成本需求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，包含有下列 步驟
a) 備置一基板以及一模具其中該模具的底面具有納米級(jí)的復(fù)數(shù)凹 槽，各該凹槽具有預(yù)定深度；
b) 于該基板上覆置一液態(tài)壓印層；
c) 將該模具壓抵于該基板，該壓印層位于該模具與該基板之間而形成 一基材，且該壓印層并且進(jìn)入該等凹槽內(nèi)預(yù)定深度而形成位于該基材上的 納米突起，原來位于各該凹槽內(nèi)的空氣即受到壓縮；
d) 固化，使該壓印層由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)；以及
e) 脫膜，將該模具向上拔離該基板，由各該凹槽內(nèi)受到壓縮空氣所產(chǎn) 生的反彈力，可使形成于各該凹槽內(nèi)的納米突起順利的退出該等凹槽，該基材即與該等納米突起聯(lián)合形成一黏性微結(jié)構(gòu)。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，還包含有步驟i)取下成品， 由該基板上取下該黏性微結(jié)構(gòu)。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，于步驟a)中，該模具底面設(shè)有 一脫模劑，該脫模劑覆蓋該模具底面以及該等凹槽的槽壁。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，各該凹槽的直徑介于0.01至5
微米，該等凹槽的深度為該納米突起高度的兩倍以上。 所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物。 所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物與有機(jī)納米
粒子的混合物。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物與無(wú)機(jī)納米 粒子的混合物。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物與有機(jī)納米 粒子的共聚合物。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物與無(wú)機(jī)納米 粒子的共聚合物。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，于步驟d)中，固化方式可為加
熱或照射紫外線的方式來使該壓印層固化，該模具及該基板二者其中之一 為透明。
所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，各該凹槽由槽底穿透該模具而 分別形成一開口，該開口連接一氣體源。
本發(fā)明依據(jù)上述制造方法制成的黏性微結(jié)構(gòu)，主要由一基材，以及位
于該基材上的復(fù)數(shù)納米突起所組成，其中各該納米突起直徑介于0.01至5 微米之間，且高度低于10微米。
簡(jiǎn)略地說，本發(fā)明提供的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，包含有下列步驟 a)備置一基板以及一模具其中該模具的底面具有納米級(jí)的復(fù)數(shù)凹槽，各該凹槽具有預(yù)定深度；b)于該基板上覆置一液態(tài)壓印層；C)將該模具壓抵 于該基板，該壓印層位于該模具與該基板之間而形成一基材，且該壓印層 并且進(jìn)入該等凹槽內(nèi)預(yù)定深度而形成位于該基材上的納米突起，原來位于 各該凹槽內(nèi)的空氣即受到壓縮；d)固化，使該壓印層由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)；以 及e)脫膜，將該模具向上拔離該基板，由各該凹槽內(nèi)受到壓縮的空氣所產(chǎn) 生的反彈力，可使形成于各該凹槽內(nèi)的納米突起順利的退出該等凹槽，該 基材即與該等納米突起聯(lián)合形成一黏性微結(jié)構(gòu)。由此，該模具即可重復(fù)使 用，而可符合量產(chǎn)及低成本的需求。


圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的第一動(dòng)作示意圖。
圖2為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的第二動(dòng)作示意圖。 圖3為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的第三動(dòng)作示意圖。 圖4為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的第四動(dòng)作示意圖。 圖5為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的第五動(dòng)作示意圖。 圖6為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的第一動(dòng)作示意圖。 圖7為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的第二動(dòng)作示意圖。 圖8為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的第三動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施方式
為了詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)所在，舉以下的二較佳實(shí)施例并配合

如后，其中.-
如圖1至圖5所示，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的一種黏性微結(jié)構(gòu) 的制造方法，主要具有下列步驟
a)備置一基板11以及一模具21:如圖1所示，該模具21的底面具有 納米級(jí)的復(fù)數(shù)凹槽22，各該凹槽22具有預(yù)定深度，且各該凹槽22的直徑介于0.01至5微米之間。該模具21底面設(shè)有一層脫模劑24，該脫模劑24 覆蓋該模具21底面以及該等凹槽22的槽壁。脫模劑24有助于拔模時(shí)， 讓成品更容易脫離模具21。
b) 如圖2所示，于該基板11上覆置一液態(tài)壓印層31。該壓印層31可 為聚合物、或?yàn)榫酆衔锱c有機(jī)納米粒子的混合物、或?yàn)榫酆衔锱c無(wú)機(jī)納米 粒子的混合物、或?yàn)榫酆衔锱c有機(jī)納米粒子的共聚合物、或?yàn)榫酆衔锱c無(wú) 機(jī)納米粒子的共聚合物。
c) 如圖3所示，將該模具21壓抵于該基板11，該壓印層31位于該模 具21與該基板11之間而形成一基材32，且該壓印層31并且進(jìn)入該等凹 槽22內(nèi)預(yù)定深度而形成位于該基材32上的復(fù)數(shù)納米突起34。原來位于各 該凹槽22內(nèi)的空氣即受到壓縮。
d) 如圖4所示，固化，使該壓印層31由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)。而固化的方式 可為加熱或照射紫外線的方式來使該壓印層31固化，該基材32以及該等 納米突起34即定型而不會(huì)改變。圖4中所示，為表示照射紫外線，于此 情況下，該模具21是透明材質(zhì)，以方便紫外線通過；此外，當(dāng)然亦可選 用透明的基板(圖中未示)來使紫外線由下方通過。
e) 如圖5所示，脫模，將該模具21向上拔離該基板11，由各該凹槽 22內(nèi)受到壓縮的空氣所產(chǎn)生的反彈力，可使形成于各該凹槽22內(nèi)的米突 起順利的退出該等凹槽22，該基材32即與該等納米突起34聯(lián)合形成一黏 性微結(jié)構(gòu)30。且該等凹槽22的深度為該等納米突起34的高度的兩倍以上。
由上述步驟所制造出來的黏性微結(jié)構(gòu)30，即會(huì)由下述結(jié)構(gòu)所聯(lián)合形 成 一基材32，以及位于該基材32上的復(fù)數(shù)納米突起34所組成，各該納 米突起34的直徑介于0.01至5微米之間，且各該納米突起34的高度低于 IO微米。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D6至圖8，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例所提供的一種黏性微結(jié) 構(gòu)的制造方法，主要概同于前述第一實(shí)施例，不同之處在于-于步驟a)中，如圖6所示，該模具21'的各該凹槽22，由槽底穿透該模 具21'而分別形成一開口 26，該等開口 26連接一氣體源28。其中，于本 實(shí)施例中該等開口 26位于該模具21'頂部。
于步驟c)中，各該凹槽22，內(nèi)的空氣與該氣體源28相通。 于步驟e)中，脫膜時(shí)，如圖8所示，由該氣體源28對(duì)該等凹槽22' 提供預(yù)定壓力的空氣，而達(dá)成與第一實(shí)施例中空氣受壓縮的反彈力相同的 效果，可在脫模時(shí)將該等納米突起34'推出該等凹槽22'。
本第二實(shí)施例的其余方法與前述第一實(shí)施例相同，容不贅述。 由前述實(shí)施例所述的技術(shù)可知，本發(fā)明所提供的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方 法，不需真空環(huán)境，可在一般環(huán)境下，以簡(jiǎn)單的模造技術(shù)，快速且大量的 形成出納米級(jí)的復(fù)數(shù)纖維，可做為具有黏性的微結(jié)構(gòu)，不僅可合產(chǎn)業(yè)上的 量產(chǎn)需求，更兼具了低成本的優(yōu)勢(shì)，較公知技術(shù)更有產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1、 一種黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，包含有下列步驟a) 備置一基板以及一模具其中該模具的底面具有納米級(jí)的復(fù)數(shù)凹 槽，各該凹槽具有預(yù)定深度；b) 于該基板上覆置一液態(tài)壓印層；C)將該模具壓抵于該基板，該壓印層位于該模具與該基板之間而形成 一基材，且該壓印層并且進(jìn)入該等凹槽內(nèi)預(yù)定深度而形成位于該基材上的 納米突起，原來位于各該凹槽內(nèi)的空氣即受到壓縮；d) 固化，使該壓印層由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)；以及e) 脫膜，將該模具向上拔離該基板，由各該凹槽內(nèi)受到壓縮空氣所產(chǎn) 生的反彈力，可使形成于各該凹槽內(nèi)的納米突起順利的退出該等凹槽，該 基材即與該等納米突起聯(lián)合形成一黏性微結(jié)構(gòu)。
2、 依據(jù)權(quán)利要求l所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，還包含有 步驟f)取下成品，由該基板上取下該黏性微結(jié)構(gòu)。
3、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，于步驟a) 中，該模具底面設(shè)有一脫模劑，該脫模劑覆蓋該模具底面以及該等凹槽的 槽壁。
4、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，各該凹槽 的直徑介于0.01至5微米，該等凹槽的深度為該納米突起高度的兩倍以上。
5、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層 為聚合物。
6、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層 為聚合物與有機(jī)納米粒子的混合物。
7、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層 為聚合物與無(wú)機(jī)納米粒子的混合物。
8、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層 為聚合物與有機(jī)納米粒子的共聚合物。
9、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，該壓印層為聚合物與無(wú)機(jī)納米粒子的共聚合物。
10、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，于步驟 d)中，固化方式可為加熱或照射紫外線的方式來使該壓印層固化，該模具 及該基板二者其中之一為透明。
11、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，各該凹槽 由槽底穿透該模具而分別形成一開口，該開口連接一氣體源。
12、 一種依據(jù)權(quán)利要求l所述的制造方法制成的黏性微結(jié)構(gòu)，主要由 一基材，以及位于該基材上的復(fù)數(shù)納米突起所組成，其中各該納米突起直 徑介于0.01至5微米之間，且高度低于10微米。
全文摘要
一種黏性微結(jié)構(gòu)的制造方法，包含有a)備置一基板以及一模具其中該模具的底面具有納米級(jí)的復(fù)數(shù)凹槽；b)于該基板上覆置一液態(tài)壓印層；c)將該模具壓抵于該基板，該壓印層進(jìn)入該凹槽內(nèi)預(yù)定深度而形成基材以及位于該基材上的納米突起，位于凹槽內(nèi)的空氣即受到壓縮；d)固化，使該壓印層由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)；以及e)脫膜，將該模具向上拔離該基板，由各該凹槽內(nèi)受到壓縮空氣所產(chǎn)生的反彈力，可使形成于各該凹槽內(nèi)的納米突起順利的退出該等凹槽，該基材即與該等納米突起聯(lián)合形成一黏性微結(jié)構(gòu)。以此，可符合量產(chǎn)及低成本的需求。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101311828SQ20071010522
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者蔡友諒, 謝博彬 申請(qǐng)人:東捷科技股份有限公司