專利名稱：激光直寫有機熱刻蝕材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光直寫材料，特別是一種激光直寫有機熱刻蝕材料及其制備方法。該材料是由杯[4]芳烴類衍生物組成的，可用于激光直寫凸起的微米及納米級圖形結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，激光直寫制圖技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注，因為其設(shè)備簡單，無需曝光的掩膜，工藝簡單，成本低(參考文獻T. C. Chong, Μ. H. Hong, and L. P. Shi, Laser&PhotonicsReviews,4 (2010), 123)。利用飛秒激光脈沖直寫技術(shù)，研究者在多種材料表面上得到了形狀各異的凸起圖形結(jié)構(gòu)，例如錐形、凸圓形以及噴嘴形的圖形結(jié)構(gòu)(參考文獻I =KuznetsovAl, Koch J, Chichkov BN. Appl Phys A 2009;94:221 - 30 ;參考文獻2 :Han ZH, Zhou CH, DaiEff. Chin Opt Lett 2008; 6 (8) : 619 - 21 ;參考文獻 3 :Shiu TR, Grigoropoulos CP, CahillDG, Greif R. J Appl Phys 1999; 86 (3) : 1311 - 6)。這些結(jié)構(gòu)可用作光學(xué)涂層起到增加透過率或者減反射的效果(參考文獻M. A. Tsai, et al，OPTICS EXPRESS, 19 (2011)，A28-A34)、或者用于制備生物仿生結(jié)構(gòu)(參考文獻Liu CY, Chuang JF, Yu TC, Wang K, Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS), 2012;7th IEEE International·ConferenCe:388-91)、或者是用于制備微小的場發(fā)射器件以及用于制備生物化學(xué)檢測設(shè)備的微通道結(jié)構(gòu)(參考文獻Chen H, Liu X, Muthuraman H, Zou J, Wang J, Dai Q, Huo Q, Adv.Mater. 2006; 18:2876-9)等。飛秒激光被用于直寫圖形結(jié)構(gòu)是由于其脈沖能量高度集中，能夠在很時間融化甚至是燒蝕材料，使得在短時間內(nèi)引發(fā)一些特殊的物理化學(xué)效應(yīng)來誘導(dǎo)凸起或其他圖形結(jié)構(gòu)的形成，例如馬蘭戈尼對流、材料氣化以及熱塑變形等效應(yīng)(參考文獻I =Korte F, KochJ, Chichkov BN. Appl Phys A 2004; 79:879 - 81 ;參考文獻 2 :NakataY, Miyanaga N, OkadaT.Appl Surf Sci 2007;253 (15):6555 - 7 ;參考文獻 3 :Mescheryakov YP, Bulgakova匪.Appl Phys A 2006;82:363 - 8)。但是由于飛秒激光脈沖產(chǎn)生對環(huán)境條件要求比較苛刻，本身所需要的飛秒激光器也比較昂貴，使得這種飛秒脈沖激光直寫技術(shù)的成本和效率還是難以達到實際生產(chǎn)的需求。最近，有研究者利用多層膜結(jié)構(gòu)，用納秒激光脈沖也成功的制備出了整齊的凸起的圖形結(jié)構(gòu)(參考文獻Dun A, Wei J, Gan F. Appl Phys A2010; 100:401 - 7)。他們的原理是基于下層的易揮發(fā)材料吸收光后產(chǎn)生熱使得材料氣化來撐起上層的薄膜材料，從而形成凸起的圖形結(jié)構(gòu)。這種多層膜結(jié)構(gòu)是由無機材料組成的，需要用磁控濺射或蒸鍍的方法來制膜，且多層膜結(jié)構(gòu)本身就需要多道鍍膜工藝，使得工藝比較復(fù)雜，效率也比較低，限制了其廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光直寫有機熱刻蝕材料及其制備方法，該材料可溶于有機溶劑，可用簡便的旋涂方法制膜。該材料在微秒或者是連續(xù)激光的作用下，能夠在單層薄膜表面形式凸起的圖形結(jié)構(gòu)，無需用到飛秒激光脈沖或者是多層膜結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種激光直寫有機熱刻蝕材料，是由1，2，3-三苯酚或者是2-甲基間苯二酚與醛類在酸的催化下發(fā)生縮合反應(yīng)生成的，其分子結(jié)構(gòu)通式如下
權(quán)利要求
1.一種激光直寫有機熱刻蝕材料，其特征在于該材料的分子通式如下
2.權(quán)利要求I所述的激光直寫有機熱刻蝕材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下 ①合成使用的原料及其重量百分比的取值范圍為 1，2，3-三苯酚或者2-甲基間苯二酚4. 5被％ 8. 4wt%；濃鹽酸16. 8wt% 22. 5 wt.%;醛類化合物4. 4wt% 8. I wt%；乙兩享33. 5wt% 73 wt%； 去離子水O 33. 5 wt%； 選定合成原料的重量百分比并稱量原料； ②將所述的1，2，3-三苯酚或者2-甲基間苯二酚溶解于所述的乙醇溶液或乙醇和去離子水的混合溶液中，通入氮氣保護下，攪拌并緩慢地滴加所述的濃鹽酸，然后將所述的醛類化合物逐滴地加入，最后在溫度為20°C 78°C下攪拌反應(yīng)O. 5 22小時，反應(yīng)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光直寫有機熱刻蝕材料的制備方法，其特征在于所述的醛類化合物是正庚醛、4-羥基苯甲醛或3-環(huán)己烯-I-甲醛。
全文摘要
一種激光直寫有機熱刻蝕材料及其制備方法，該材料是利用2-甲基間苯二酚或1，2，3-三苯酚與醛類在酸的催化下發(fā)生縮合反應(yīng)生成的。該材料用于激光直寫制備凸起型微米及納米級圖形結(jié)構(gòu)，不需要用飛秒激光脈沖、不需要多層膜結(jié)構(gòu)，而只需要微秒脈沖激光或是連續(xù)激光和單層膜結(jié)構(gòu)，降低了對激光設(shè)備的要求，簡化了工藝，降低了成本、提高了效率。另外，該有機材料相比于需要在高真空條件下采用磁控濺射或蒸鍍的方法來制膜的激光熱刻蝕無機材料，其可溶解于有機溶劑、可采用簡便的旋涂方法制膜，進一步降低了制膜成本、提高了制膜效率。
文檔編號C07C39/16GK102880003SQ20121042135
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者鄧常猛, 耿永友, 吳誼群 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所