CN100517584C - 使用软或压印光刻法制备隔离的微米-和纳米-结构的方法 - Google Patents

Abstract

本公开主题描述了使用氟化的基于弹性体的材料，尤其是全氟聚醚(PFPE)系材料在高分辨的软或压印光刻应用，例如微米-和纳米级复制品模制中，及有机材料的第一纳米接触模制，使用弹性体模具产生高准确度特征的用途。相应地，公开主题描述了通过使用软或压印光刻，制备独立式的隔离的任何形状纳米结构的方法。

Description

使用软或压印光刻法制备隔离的微米-和纳米-结构的方法

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2003年12月19日提交的美国临时专利申请第60/531,531号、2004年6月25日提交的美国临时专利申请第60/583,170号及2004年8月27日提交的美国临时专利申请第60/604,970号的优先权，所述申请每一个的全部内容在此引入作为参考。

政府兴趣

本发明在来自海军研究办公室的专用拨款号N00014210185及国家科学基金的科学和技术中心项目合同CHE-9876674的美国政府支持下进行。美国政府对本发明具有确定的权利。

技术领域

一种使用软或压印光刻法制备微米-和/或纳米级颗粒的方法。一种输送治疗试剂至目标的方法。一种使用软或压印光刻法在基板上形成微米-或纳米级图案的方法。

缩写

℃     ＝摄氏度

cm     ＝厘米

DBTDA  ＝二醋酸二丁基锡

DMA    ＝二甲基丙烯酸酯

DMPA   ＝2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯

EIM    ＝甲基丙烯酸-2-异氰酸基乙酯

FEP       ＝氟化乙烯丙烯

氟利昂113 ＝1，1，2-三氯三氟乙烷

g         ＝克

h         ＝小时

Hz        ＝赫兹

IL        ＝压印光刻法(imprint lithography)

kg        ＝千克

kHz       ＝千赫兹

kPa       ＝千帕斯卡

MCP       ＝微接触印刷(microcontact printing)

MEMS      ＝微电机系统

MHz       ＝兆赫兹

MIMIC     ＝毛细管中的微模制(micro-molding)

mL        ＝毫升

mm        ＝毫米

mmol      ＝毫摩尔

mN        ＝毫牛顿

m.p.      ＝熔点

mW        ＝毫瓦

NCM       ＝纳米接触模制(nano-contact molding)

NIL       ＝纳米压印光刻法

nm        ＝纳米

PDMS      ＝聚二甲基硅氧烷

PEG         聚(乙二醇)

PFPE      ＝全氟聚醚

PLA         聚(乳酸)

PP        ＝聚丙烯

Ppy     ＝聚(吡咯)

psi     ＝磅/英寸²

PVDF    ＝聚偏二氟乙烯

PTFE    ＝聚四氟乙烯

SAMIM   ＝溶剂辅助型微模制

SEM     ＝扫描电子显微镜

S-FIL   ＝“步进闪光式”压印光刻法(“step and flash”IL)

Si      ＝硅

TMPTA   ＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯

μm     ＝微米

UV      ＝紫外线

W       ＝瓦特

ZDOL    ＝四氟环氧乙烷-二氟亚甲基氧化物-α，ω-二醇共聚物

背景技术

可行的纳米制备方法的可获取性是实现纳米技术潜力的关键因素。具体而言，可行的纳米制造方法的可获取性在光子学、电子学和蛋白质组学领域是重要的。传统的压印光刻(IL)技术是用于制造集成电路、微米-和纳米-流体设备及具有微米和/或纳米尺寸特征的其它设备光刻法的可选方案。但是，在本领域中存在对提升IL技术的新材料的需求。参见Xia，Y.等，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575；Xia， Y.等，Chem.Rev.，1999，99，1823-1848；Resnick，D.J.等，SemiconductorInternational，2002，June，71-78；Choi，K.M.等，J.Am.Chem.Soc.，2003，125，4060-4061；McClelland，G.M.等，Appl.Phys.Lett.，2002，81，1483；Chou，S.Y.等，J.Vac.Sci.Technol.B，1996，14，4129；Otto，M. 等，Microelectron.Eng.，2001，57，361；和Bailey，T.等，J.Vac.Sci.Technol.，B，2000，18，3571。

压印光刻法包括至少两个领域：(1)软光刻技术，参见Xia，Y.等Angew.Chen.Int.Ed.，1998，37，550-575，例如溶剂辅助型微模制(SAMIM)；毛细管中的微米模制(MIMIC)；微接触印刷(MCP)；以及(2)硬的压印光刻技术，例如纳米接触模制(NCM)，参见McClelland，G. M.等，Appl.Phys.Lett.，2002，81，1483；Otto，M.等，Microelectron.Eng.，2001，57，361；“步进闪光式”压印光刻(S-FIL)，参见Bailey，T.等，J.Vac.Sci.Technol.，B，2000，18，3571；以及纳米压印光刻(NIL)，参见Chou，S. Y.等，J.Vac.Sci.Technol.B，1996，14，4129。

基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)网络的是软光刻生产中较多选择的材料。参见Quake，S.R.等，Science，2000，290，1536；Y.N.Xia和G.M. Whitesides，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1998，37，551；以及Y.N.Xia， 等，Chem.Rev.1999，99，1823。

使用柔软的弹性体材料如PDMS为光刻技术提供几个优点。例如，PDMS对紫外(UV)辐照是高度透明的，并具有非常低的杨氏模量(约750kPa)，这使得它具备共形接触(conformal contact)所需的曲挠性，即使表面不规则也不会有潜在的破裂。相反，由脆性的、高模量材料如蚀刻的硅和玻璃所制备的模具可能会发生破裂。参见Bietsch，A.等，J.Appl.Phys.，2000，88，4310-4318。而且，模具的曲挠性使得模具可以容易地将母模(master)与复制品分开而不破裂，并使得所述模具具有能够承受多次光刻步骤而不损害易碎性的特征。另外，很多软的弹性体材料是气体可渗透的，这种性质可有利地用于软光刻应用中。

虽然PDMS在软光刻应用中提供了某些优点，但是PDMS的几种内在性质严重地限制了其在软光刻中的地位。首先，PDMS系弹性体在暴露于多数有机可溶的化合物时溶胀。参见Lee，J.N.等，Anal.Chem.，2003，75，6544-6554。虽然这些性质在微接触印刷(MCP)应用中是有利的，因为它允许模具吸收有机墨水，参见Xia，Y.等，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575，但是耐溶胀性在多数其它的软光刻技术中极为重要，尤其是对于其中模具与小量的可固化有机单体或树脂接触的SAMIM和MIMIC及IL技术而言。另外，随之发生的将是模具的特征准确度(fidelity)的丧失，以及由于可固化液体渗透进模具中而导致的不能解决的粘附问题。这种问题常发生在PDMS系模具上，因为多数有机液体溶胀PDMS。但是，有机材料是模具最需要的材料。另外，酸性或碱性水溶液与PDMS反应，导致聚合物链断裂。

其次，PDMS的表面能(约25mN/m)没有低至足够用于需要高准确度的软光刻。为此，PDMS系模具的图案化的表面通常用等离子体处理进行氟化，然后是氟代烷基三氯硅烷的气相沉积。参见Xia，Y.等，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575。但是，在暴露于有机溶剂时，这些氟处理过的聚硅氧烷会溶胀。

第三，PDMS模具中最常用的商购形式的材料，如Sylgard(美国密歇根州Midland的Dow Corning公司)的模量对很多应用来说太低(约1.5MPa)。这些通常使用的PDMS材料的低模量导致下垂和弯曲特征，这并不完全适合于需要精密图案布置和排列的过程。虽然研究人员试图解决这些新近的问题，参见Odom，T.W.等，J.Am.Chem.Soc.，2002，124，12112-12113；Odom，T.W.等，Langmuir，2002，18，5314-5320；Schmid，H.等，Macromolecules，2000，33，3042-3049；Csucs， G.等，Langmuir，2003，19，6104-6109；Trimbach，D.等，Langmuir，2003，19，10957-10961，但是所选择的材料还是具有较差的耐溶剂性，需要氟化步骤以使得能够脱模。

刚性材料如石英玻璃和硅也被用于压印光刻法。参见Xia，Y.等，Angew.Chem.Int.Ed.，1998，37，550-575；Resnick，D.J.等，Semiconductor International，2002，June，71-78；McClelland，G.M.等，Appl.Phys.Lett.，2002，81，1483；Chou，S.Y.等，J.Vac.Sci.Technol.B，1996，14，4129；Otto.M.等，Microelectron.Eng.，2001，57，361；以及Bailey，T.等，J.Vac.Sci.Technol.，B，2000，18，3571；Chou，S.Y.等，Science，1996，272，85-87；Von Werne，T.A.等，J.Am.Chem.Soc.，2003，125，3831-3838；Resnick，D.J.等，J.Vac.Sci.Technol.B，2003，21，2624-2631。这些材料在模量和耐溶胀性上优于PDMS，但缺乏曲挠性。这种缺乏曲挠性阻碍了与基板的共形接触，并导致在分离期间掩模(mask)和/或复制品的缺陷。

刚性材料的另一缺点是需要使用昂贵且难以制造的硬模具，而所述硬模具通常是通过使用常规的照相平版印刷术(photolithography)或电子束(e束)光刻而制造的。参见Chou，S.Y.等，J.Vac.Sci.Technol.B，1996，14，4129。更近期以来，由于通过使用从浇注可光聚合单体混合物在硅母模上而产生的基于丙烯酸酯的模具，在NCM方法中重复使用昂贵的石英玻璃或硅模具的需求不再存在。参见McClelland，G.M. 等，Appl.Phys.Lett.，2002，81，1483，以及Jung，G.Y.等，Nanoletters，2004，ASAP。这种途径也受到模具在有机溶剂中溶胀的限制。

尽管有这些进步，但是从刚性材料制造的模具的其它缺点包括需要使用氟化步骤以降低模具表面能，见Resnick，D.J.等，SemiconductorInternational，2002，June，71-78，以及从刚性基板脱开刚性模具而不折断或破坏所述模具或基板的内在问题。参见Resnick，D.J.等，Semiconductor International，2002，June，71-78；Bietsch，A.，J.Appl.Phys.，2000，88，4310-4318。Khang，D.Y.等，Langmuir，2004，20，2445-2448已报道使用由热成型Teflon

(美国Delaware州威尔明顿的DuPont)构成刚性模具，以解决表面能的问题。但是，这些模具的制造需要在熔体压制中有高温高压，这种方法可能会损坏硅晶片母模上的精细特征。另外，这些模具还存在上文中所概括的其它刚性材料的固有缺陷。

另外，对于在半导体器件上使用由硬材料制造的模具或模板制作结构的清楚且重要的限制是经常会形成残余物或“浮渣(scum)”层，所述层是在刚性模板与基板接触时所形成的。即使升高所施加的力，也非常难以在该过程中完全地置换液体，原因是被模制液体的润湿行为，其导致浮渣层的形成。由此，本领域中存在对在基板如半导体器件上制造图案或结构，而不会导致浮渣层形成的方法的需求。

已报道了耐溶剂、具有约几百微米的特征、并且由光可固化全氟聚醚(PFPE)得到的微流体(microfluidic)器件的制备。参见Rolland，J.P. 等.，J.Am.Chem.Soc.，2004，126，2322-2323。基于PFPE的材料在室温是液体，并可以被光化学交联至得到坚韧耐久的弹性体。另外，基于PFPE的材料是高度氟化的，并且耐有机溶剂如二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、己烷和乙腈的溶胀，这对于基于弹性体微流体器件的化学平台中的应用是令人满意的。但是，本领域中存在基于相关的理由而将基于PFPE的材料用于纳米级器件的制造中的需求。

此外，本领域中存在改进在基板上形成图案的方法的需求，例如采用图案化掩模的方法。参见授予Nakane等的US 4,735,890；授予Kamitakahara等的US 5,147,763；授予Kuwabara等的US 5,259,926；以及授予Jackson等的国际PCT公开WO 99/54786，其每一个的全部内容在此引入作为参考。

本领域中还存在对于形成被认为是“工程”结构，其包括但不限于颗粒、形状和部件的隔离结构的改进方法的需求。使用传统的IL方法，在结构之间形成的浮渣层几乎总起到将结构连接或链接在一起的作用，因此使得难以制造，如果制造和/或收集隔离结构不是不可能的话。

本领域中还存在对形成微米-和纳米级带电颗粒，尤其是聚合物驻极体的改进方法的需求。术语“聚合物驻极体”是指无论在表面上或本体中都具有储存电荷的电介质，以及具有取向的偶极子、内凝固、亚铁电的或铁电的电介质。在宏观尺度上，这种材料被用于例如电子封装及电荷驻极体的器件，例如麦克风等。参见Kressman，R.等，Space-Charge Electrets，第2卷，Laplacian Press，1999；和Harrison，J.S.等，Piezoelectic Polymers，NASA/CR-2001-211422，ICASE Report No.2001-43。聚偏氟乙烯(PVDF)是聚合物驻极体材料的一个实例。除PVDF外，电荷驻极体材料如聚丙烯(PP)、Teflon-氟化乙烯丙烯(FEP)及聚四氟乙烯(PTFE)也被认为是聚合物驻极体。

此外，本领域中存在对用于输送治疗剂如药物、非病毒基因载体、DNA、RNA、RNAi和病毒颗粒至目标的改进方法的需求。参见Biomedical Polymers，Shalaby，S.W.，ed.，Harner/Gardner Publications，Inc.，Cincinnati，Ohio，1994；Polymeric Biomaterials，Dumitrin，S.，ed.，Marcel Dekkar，Inc.，New York，New York，1994；Park，K.等，Biodegradable Hydrogels for Drug Delivery，Technomic PublishingCompany，Inc.，Lancaster，Pennsylvania，1993；Gumargalieva等，Biodegradation and Biodeterioration of Polymers：Kinetic Aspects，NovaScience Publishers，Inc.，Commack，New York，1998；Controlled DrugDelivery，American Chemical Society Symposium Series 752，Park，K.和Mrsny，R.J.，eds.，Washington，D.C.2000；Cellular Drug Delivery：Principles and Practices，Lu，D.R.，and Oie，S.，eds.，Humana Press，Totowa，New Jersey，2004；以及Biorevers ible Carriers in Drug Design：Theory and Applications，Roche，E.B.，ed.，Pergamon Press，New York，New York，1987。就用于这种输送方法的代表性治疗剂的描述，参见授予Hallahan的US 6,159,443，其内容在此引入作为参考。

总而言之，在本领域中存在识别出用于压印光刻技术的新材料的需求。更具体而言，本领域中存在对用于制造几十微米下至100nm以下特征尺寸的结构的方法的需求。

发明内容

在某些实施方案中，公开主题描述了一种用于形成一个或多个颗粒的方法，该方法包括：

(a)提供图案化的模板和基板，其中所述图案化的模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)通过以下步骤之一形成一个或多个颗粒：

(i)使所述图案化模板表面与基板接触，并处理液体材料；和

(ii)处理所述液体材料。

在用于形成一个或多个颗粒的方法的某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的、低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

在某些实施方案中，公开主题描述了一种用于输送治疗剂至目标的方法，该方法包括：

(a)提供通过以上所述的方法形成的颗粒；

(b)将治疗剂与所述颗粒混合；并且

(c)将包含所述治疗剂的颗粒输送至目标。

在用于输送治疗剂至目标的方法的某些实施方案中，所述治疗剂选自药物和基因材料之一。在某些实施方案中，所述基因材料选自以下组中：非病毒基因载体、DNA、RNA、RNAi和病毒颗粒。在某些实施方案中，所述颗粒包含可生物降解的聚合物，其中所述可生物降解的聚合物选自以下组中：聚酯、聚酐、聚酰胺、磷系聚合物、聚(氰基丙烯酸酯)、聚氨酯、聚原酸酯、聚二氢吡喃和聚缩醛。

在某些实施方案中，公开主题描述了一种在基板上形成图案的方法，该方法包括：

(a)提供图案化的模板和基板，其中所述图案化的模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)使所述图案化模板表面与基板接触，并且

(d)处理所述液体材料，在基板上形成图案。

在基板上形成图案的方法的某些实施方案中，图案化的模板包含耐溶剂的、低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

因此，本发明目的是提供一种制备微米-、纳米-及亚纳米结构的新方法。该目的和其它目的通过公开主题而全部或部分地得以实现。

以上已阐述了公开主题的目的，结合本说明书以及以下所描述的附图和实施例，本发明的其它方面和目的将会显而易见。

附图说明

图1A-1D所示为目前所公开的制备图案化模板的实施方案的示意图。

图2A-2E所示为目前所公开的形成一个或多个微米-和/或纳米级颗粒的示意图。

图3A-3F所示为目前所公开的用于形成一个或多个球形颗粒的方法的示意图。

图4A-4D所示为目前所公开的用于制备带电荷聚合物颗粒的方法的示意图。图4A所示为在聚合或结晶期间模制颗粒的静电充电；图4B所示为带电的纳米圆盘；图4C所示为典型无规并列放置的不带电的纳米圆盘；图4D所示为带电的纳米圆盘向链状结构的自发聚集。

图5A-5C示意性地举例说明了可以通过使用目前所公开的软光刻方法形成的多层颗粒。

图6A-6C所示为目前所公开的使用软光刻技术制造三维纳米结构的方法的示意图。

图7A-7F所示为目前所公开的制备多维复合结构的方法的实施方案的示意图。

图8A-8E所示为目前所公开的导致“浮渣层”的压印光刻法的示意图。

图9A-9E所示为目前所公开的、通过使用官能化的非润湿的图案化模板和非润湿基板而消除了“浮渣层”的压印光刻法的示意图。

图10A-10E所示为目前所公开的用于在基板上形成图案的溶剂辅助型微模制(SAMIM)方法的示意图。

图11所示为包含3μm箭头形状图案的硅母模的扫描电子显微照片。

图12所示为包含500nm的锥形图案、顶端＜50nm的硅母模的扫描电子显微照片。

图13所示为包含200nm梯形图案的硅母模的扫描电子显微照片。

图14所示为200nm隔离的聚乙二醇(PEG)二丙烯酸酯梯形颗粒的扫描电子显微照片。

图15所示为500nm隔离的PEG二丙烯酸酯锥形颗粒的扫描电子显微照片。

图16所示为3μm隔离的PEG二丙烯酸酯箭头形状的颗粒的扫描电子显微照片。

图17所示为200nm×750nm×250nm的PEG二丙烯酸酯矩形形状的颗粒的扫描电子显微照片。

图18所示为200nm隔离的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)梯形颗粒的扫描电子显微照片。

图19所示为500nm隔离的TMPTA锥形颗粒的扫描电子显微照片。

图20所示为500nm隔离的TMPTA锥形颗粒的扫描电子显微照片，所述颗粒是通过使用目前描述的非润湿压印光刻方法的实施方案而印刷、并使用刮刀机械收获的。

图21所示为200nm隔离的聚乳酸(PLA)梯形颗粒的扫描电子显微照片。

图22所示为200nm隔离的聚乳酸(PLA)梯形颗粒的扫描电子显微照片，所述颗粒是通过使用目前描述的非润湿压印光刻方法的实施方案而印刷、并使用刮刀机械收获的。

图23所示为3μm隔离的箭头形状的PLA颗粒的扫描电子显微照片。

图24所示为500nm隔离的锥形形状的PLA颗粒的扫描电子显微照片。

图25所示为200nm隔离的聚吡喃(Ppy)梯形颗粒的扫描电子显微照片。

图26所示为3μm箭头形状的Ppy颗粒的扫描电子显微照片。

图27是500nm锥形形状的Ppy颗粒的扫描电子显微照片。

图28A-28C是含有荧光标记的DNA的、200nm隔离的PEG二丙烯酸酯梯形颗粒的荧光共聚焦显微照片。图28A是含有24-单元(mer)DNA链的由CY-3标记的200nm梯形PEG纳米颗粒的荧光共聚焦显微照片。图28B是含有荧光标记的DNA、200nm隔离的PEG二丙烯酸酯梯形颗粒的光学显微照片。图28C是在图28A和28B中提供的显示含DNA的每个颗粒的重叠图。

图29所示为使用“双冲压(stamping)”制造的200nm PEG二丙烯酸酯纳米颗粒的扫描电子显微照片。

图30所示为使用PFPE模具制造的由70nm距离隔开的140nm的TMPTA线的原子力显微照片。

图31A和31B所示为由电子束光刻产生的母模制造的模具的扫描电子显微照片。图31A所示为3微米箭头的硅/硅氧化物母模的扫描电子显微镜照片。图31B所示为200nm×800nm棒的硅/硅氧化物母模的扫描电子显微镜照片。

图32A和32B所示为由光致抗蚀剂母模制造的模具的光学显微照片。图32A为SU-8母模。图32B为以照相平版印刷术母模为模板的模具。

图33A和33B所示为从Tobacco Mosaic Virus模板制得的模具的原子力显微照片。图33A为母模。图33B为以病毒母模为模板得到的PFPE-DMA模具。

图34A和34B所示为由嵌段共聚物胶束母模制得的模具的原子力显微照片。图34A为聚苯乙烯-聚异戊二烯嵌段共聚物胶束。图34B为由胶束母模为模板得到的PFPE-DMA模具。

图35A和35B所示为由brush聚合物母模制得的模具的原子力显微照片。图35A为brush聚合物母模。图35B为由brush聚合物母模为模板制得的PFPE-DMA模具。

具体实施方式

下文中将通过参考其中显示了代表性实施方案的所附实施例来更全面地描述公开的主题。但是，公开主题可以以不同的形式具体化，其不应该被解读为对这里所阐述实施方案的限制。相反，提供这些实施方案可以使公开内容通透完整，并可以对本领域技术人员充分表达所述实施方案的范围。

除非另外定义，文中所有使用的技术和科学术语与公开描述主题所属领域普通技术人员的普遍理解具有相同的含义。所有文中所提及的公开物、专利申请、专利及其它参考都通过参考其全部内容而结合在此。

在整个说明书和权利要求书中，给出的化学式或名称应当包含全部的光学和立体异构体，以及这种异构体和混合物存在的外消旋混合物。

I.材料

公开主题宽泛地描述了耐溶剂的低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板，该模板可用于高分辨的软或压印光刻应用，例如微米-和纳米-级复制品的模制。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的基于弹性体的材料，例如但不限于氟化的基于弹性体的材料。

另外，公开主题描述了使用弹性体模具的有机材料的第一纳米接触模制，以产生高准确度的特征。相应地，本申请主题公开了使用软或压印光刻技术来制备独立式(freestanding)的任何形状的隔离的微米-和纳米结构的方法。代表性的微米-和纳米结构包括但不限于微米-和纳米颗粒，以及微米-和纳米-图案化的基板。

公开主题所描述的纳米结构可用于几种应用中，其包括但不限于半导体制造，例如用于制造半导体器件的不含浮渣层的模制蚀刻障碍物(etch barrier)、晶体、用于显示的材料、光致电压体、太阳能电池器件、光电器件、路由器、格栅、无线电频率鉴别(RFID)器件、催化剂、填料和添加剂、脱毒物剂、原子力显微镜(AFM)末端、用于纳米机器的部件、治疗剂如药物或基因材料的输送、化妆品、化学机械平面化(CMP)颗粒、以及任何种类的可以使纳米技术工业得以实现的多孔颗粒及形状。

代表性的耐溶剂的基于弹性体的材料包括但不限于氟化的基于弹性体的材料。这里所使用的术语“耐溶剂”是指在常见的烃系有机溶剂或酸或碱水溶液中既不溶胀也不溶解的弹性体材料。代表性的氟化的基于弹性体的材料包括但不限于全氟聚醚(PFPE)系材料。光固化的液体PFPE具有满意的用于软光刻的性质。图例1中提供了官能化PFPE的合成及光固化的代表性图例。

图例1：官能化全氟聚醚的合成和光固化

在实施例7.1至7.6中提供了另外官能化的全氟聚醚合成的图解。

这种PFPE材料具有低的表面能(例如约12mN/m)；它无毒、对UV透明和高度透气；并且固化为坚韧的、耐久的、高度氟化的、具有优异的脱模性能且耐溶胀的弹性体。通过明智的选择添加剂、填料、活性共聚单体及官能化试剂，这些材料的性能可在宽广的范围内变化。满意改进的所述性能包括但不限于模量、撕裂强度、表面能、渗透性、官能度、固化模式、溶解度和溶胀特性等。所公开的PFPE材料的非溶胀及易脱模的性能使得可以从任何材料制备纳米结构。进而，公开主题可以延伸至大尺寸的滚筒或输送带技术，或快速冲压，它使得能够在工业规模上进行纳米结构的制备。

在某些实施方案中，所述图案化的模板包括耐溶剂的、低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

在某些实施方案中，所述全氟聚醚包含选自以下组中的骨架结构：

其中X是存在或不存在的，并且当X存在时其包含封端基团。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃选自以下组中：

其中CSM包括固化部位的单体。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃材料由以下单体制得，所述单体包括四氟乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、2，2-双(三氟甲基)-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊烯、官能化的氟代烯烃、官能化的丙烯酸单体及官能化的甲基丙烯酸单体。

在某些实施方案中，所述聚硅氧烷材料包括具有以下结构的氟烷基官能化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)：

其中：

R选自以下组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基的基团；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述苯乙烯系材料包括选自以下组中的氟化苯乙烯单体：

其中Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述丙烯酸酯材料包括具有以下结构的氟化丙烯酸酯或氟化甲基丙烯酸酯：

其中：

R选自以下组中：H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述三嗪含氟聚合物包括氟化单体。在某些实施方案中，可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟代单体或氟代低聚物包括官能化的烯烃。在某些实施方案中，所述官能化的烯烃包括官能化的环烯烃。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一表面能低于18mN/m。在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一具有低于15mN/m的表面能。

从性能的观点看，这些模制材料的确切性能可以通过调整用来制造所述材料组分的组成来调节。具体而言，模量可以从较低(约1MPa)调节至多个GPa。

II.隔离的微米-和/或纳米-结构的形成

在某些实施方案中，公开主题提供了一种制造隔离的微米-和/或纳米颗粒的方法。在某些实施方案中，所述方法包含最初形成图案化的基板。现在参考图1A，其提供了一种图案化的母模100。图案化的母模100包含多个非凹陷区表面区102和多个凹陷104。在某些实施方案种，图案化的母模100包含蚀刻的基板如硅晶片，其被按照需要的图案进行蚀刻，以形成图案化的母模100。

现在参考图1B，此时将诸如液体的氟聚合物组合物、如PFPE系前体的液体材料106倒入图案化的母模100之上。液体材料106通过处理过程T_r、如暴露在紫外光下来进行处理，由此形成所需图案的处理过的液体材料108。

现在参考图1C和1D，力量F_r被施加到所述处理过的液体材料108上，以将其从图案化的母模108除掉。如图1C和1D中所示，处理过的液体材料108包括多个凹陷110，这些凹陷是图案化的母模100的非凹陷表面区102的镜像。继续图1C和1D，处理过的液体材料108包含多个第一图案化表面区112，其是图案化母模100的多个凹陷104的镜像。现在可将处理过的液体材料108用作软光刻和压印光刻应用的图案化模板。因此，处理过的液体材料108可用来作为形成隔离的微米-和纳米颗粒的图案化模板。为了图1A-1D、2A-2E和3A-3F的目的，用于相似结构的编号方案被保留至最后。

现在参考图2A，在某些实施方案中，例如硅晶片的基板200被非润湿材料202处理或涂覆。在某些实施方案中，非润湿材料202包含可以进一步暴露至紫外光、并在基板200的表面固化形成薄的非润湿层的弹性体(这种耐溶剂的弹性体包括但不限于PFPE弹性体)。基板200也可以用非润湿剂202、例如小分子如烷基或氟代烷基硅烷或其它表面处理来处理基板200来使其非润湿。继续图2A，可固化树脂的液滴204、单体或其中将形成所需颗粒的溶液此时被置放到涂覆过的基板200上。

现在参考图2A和图2B，图案化的模板108(如图1D中所示)此时与液滴204接触，使液滴204填充图案化模板108的多个凹陷区110。

现在参考图2C和2D，力量F_a被施加到图案化的模板108上。尽管不希望受任何具体理论的限制，但是在F_a施加时，图案化模板108对非润湿涂层的亲合性、或基板200上的表面处理物202与图案化模板108的非润湿行为的结合、及表面处理过或涂覆过的基板200导致液滴204被排出在除凹陷区110的所有区域之外。而且，在基本上不含非润湿或低润湿材料202、由此将液滴204夹入中间的实施方案中，使待冲压的目标相互连接的“浮渣”层形成了。

继续图2C和2D，填充凹陷区110的材料如树脂、单体、溶剂及它们的组合此时被处理过程T_r处理，例如图案化模板108的光固化或在压力下的热固化，形成多个微米-和/或纳米颗粒206。在某些实施方案中，可以将包括但不限于聚合物、有机化合物或无机化合物的材料溶解在溶剂中，使用图案化模板108形成图案，并且可以除掉溶剂。

继续图2C和2D，在处理了填充凹陷区110的材料后，即将图案化的模板108从基板200移除。微米-和/或纳米颗粒206被限制在图案化模板108的凹陷区110。在某些实施方案中，一旦除掉了图案化模板108，微米-和/或纳米颗粒206就可以保留在限定区域中的基板200上。该实施方案可被用来制造其中基本上不含浮渣层的特征被用作蚀刻障碍物的半导体器件，或直接作为导体、半导体或介电层，减轻或减少对使用传统和昂贵的照相平版印刷术的需求。

现在参考图2D和2E，微米-和/或纳米颗粒206可以通过多种方法从图案化的模板108除掉，以提供独立的颗粒，该方法包括但不限于：(1)将图案化的模板108施加到对颗粒206具有亲合性的表面；(2)使图案化的模板108变形，或使用包括超声波作用的其它机械方法，使得颗粒206自然地与图案化的模板108脱开；(3)用超临界二氧化碳或可以挤出颗粒206的其它溶剂可逆地溶胀图案化的模板108；以及(4)用对颗粒206具有亲合性的溶剂洗涤图案化的模板108，并将它们从图案化模板108洗涤出来。

在某些实施方案中，所述方法包括间歇过程。在某些实施方案中，所述间歇过程选自半间歇过程和连续间歇过程的一种。现在参考公开主题的一个实施方案的图2F，其中示意性地描述了以连续的过程制备颗粒206。提供了一种用于实施所述方法的装置199。实际上，尽管图2F示意性地描述了用于颗粒的连续过程，但是根据公开主题和基于本领域技术人员对公开主题的总结，装置199可以适合于间歇过程，和用于连续或间歇地在基板上提供图案。

然后，接下来参考图2F，液体材料的液滴204通过蓄液池203被涂覆到基板200′上。基板200′可以涂覆或不涂覆非润湿剂。基板200′和图案化模板108′被彼此隔开地布置，并且也是彼此可操作地相互布置，以提供液滴204在基板200′和图案化模板108′之间的输送。输送是通过提供滑轮208而实现的，滑轮与控制器201操作相连。代表性的非限制性实例的控制器201可以包括计算系统、合适的软件、电源、辐照源和/或其它适宜的用于控制装置199作用的器件。由此，控制器201提供了电源和其它控制滑轮208运转、以提供液滴204在图案化模板108′和基板200′之间的输送的控制。颗粒206在基板200′和图案化模板108′之间形成并通过处理过程T_R处理，而这也通过控制器201来控制。颗粒206在检测器件210中被收集，而这也通过控制器201控制。检查设备210提供对颗粒206的一个或多个特征的检查、测量之一种，以及既检查又测量。检测器件210的代表性实例被公开在本说明书的别处。

由此，在某些实施方案中，用于形成一个或多个颗粒的方法包括：

(a)提供图案化的模板和基板，其中所述图案化模板包括其中有多个凹陷区形成的第一图案化模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述第一图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区域；并且

(c)通过以下步骤之一形成一个或多个颗粒；

(i)使所述图案化模板表面与基板接触，并处理液体材料；和

(ii)处理所述液体材料。

在用于形成一个或多个颗粒的所述方法的一些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的、低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

在某些实施方案中，所述全氟聚醚包含选自以下组中的骨架结构：

其中X是存在或不存在的，并且当X存在时其包含封端基团。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃选自以下组中：

其中CSM包括固化部位的单体。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃材料由以下单体制得，所述单体包括四氟乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、2，2-双(三氟甲基)-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊烯、官能化的氟代烯烃、官能化的丙烯酸单体及官能化的甲基丙烯酸单体。

在某些实施方案中，所述聚硅氧烷材料包括具有以下结构的氟烷基官能化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)：

其中：

R选自以下组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基的基团；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述苯乙烯系材料包括选自以下组中的氟化苯乙烯单体：

其中Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述丙烯酸酯材料包括具有以下结构的氟化丙烯酸酯或氟化甲基丙烯酸酯：

其中：

R选自以下组中：H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述三嗪含氟聚合物包括氟化单体。在某些实施方案中，可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟代单体或氟代的低聚物包括官能化的烯烃。在某些实施方案中，所述官能化的烯烃包括官能化的环烯烃。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一的表面能低于18mN/m。在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一的表面能低于15mN/m。

在某些实施方案中，所述基板选自以下组中：聚合物材料、无机材料、硅材料、石英材料、玻璃材料、以及其表面处理过的变化形式。在某些实施方案中，所述基板包含图案化的区域。

在某些实施方案中，所述的多个凹陷区域包括多个空腔。在某些实施方案中，所述多个空腔包括多个结构特征。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约10微米至1纳米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约10微米至1微米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约1微米至约100纳米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约100纳米至约1纳米大小。

在某些实施方案中，所述图案化的模板包含通过复制品模制法形成的图案化模板。在某些实施方案中，所述复制品模制法包括：提供母模板；使液体材料与母模板接触；固化液体材料形成图案化的模板。

在某些实施方案中，所述母模板选自以下组中：通过光刻方法形成的模板、天然存在的模板及它们的组合。在某些实施方案中，所述天然模板选自生物结构和自组装结构中的一种。在某些实施方案中，生物结构和自组装结构中的一种选自以下组中：天然存在的晶体、酶、病毒、蛋白质、胶束及组织表面。

在某些实施方案中，所述方法包含通过表面改性的步骤改性图案化模板表面。在某些实施方案中，所述表面改性的步骤选自以下组中：等离子体处理、化学处理和吸附过程。在某些实施方案中，所述吸附方法包含对选自以下组中的分子的吸附：聚电解质、聚乙烯醇、烷基卤代硅烷及配体。

在某些实施方案中，所述方法包含以彼此隔开的方式布置所述图案化模板和基板，以使所述图案化模板表面和基板以预定排列的方式彼此面对。

在某些实施方案中，所述液体材料选自以下组中：聚合物、溶液、单体、多种单体、聚合引发剂、聚合催化剂、无机前体、金属前体、药物剂、标记物、磁性材料、顺磁性材料、配体、细胞渗透肽、成孔剂、表面活性剂、多种不混溶液体、溶剂、带电体、以及它们的组合。

在某些实施方案中，所述药物剂选自以下组中：药物、肽、RNAi和DNA。在某些实施方案中，所述标记物选自以下组中：荧光标记物、放射性标记的标记物及造影剂。在某些实施方案中，所述配体包含细胞导向肽。

在某些实施方案中，所述液体材料包括非润湿剂。在某些实施方案中，所述液体材料包含一个相。在某些实施方案中，所述液体材料包含多个相。在某些实施方案中，所述液体材料选自以下组中：多种液体、多种不混溶的液体、表面活性剂、分散体、乳液、微乳液、胶束、微粒、胶体、成孔剂、活性组分及它们的组合。

在某些实施方案中，将一定体积的液体材料布置在图案化模板和基板之一上通过铺展方法(spreading process)来调节。在某些实施方案中，所述铺展方法包括：

(a)布置第一体积的液体材料在图案化模板和基板之一上面，以在其上面形成液体材料层；并且

(b)拖曳工具穿过所述液体材料层，以便

(i)从所述图案化模板和基板之一上面的液体材料层移除第二体积的液体材料；并且

ii)在所述图案化模板和基板之一上面留下第三体积的液体材料。

在某些实施方案中，使制件与液体材料层接触，将力施加到所述制件上，由此从所述图案化模板和基板之一上面移除所述液体材料。在某些实施方案中，所述制件选自以下组中：滚筒和“橡皮拖把”刀片。在某些实施方案中，所述液体材料通过一些其它机械手段移除。

在某些实施方案中，所述图案化模板表面与基板的接触基本上使得所有液体材料布置在图案化的模板表面与基板之间。

在某些实施方案中，对所述液体材料的处理包括选自以下组中的过程：热过程、光化学过程和化学过程。

在以下详细描述的某些实施方案中，所述方法还包括：

(a)减少布置在多个凹陷区的液体材料的体积，通过以下之一的步骤：

(i)向图案化的模板表面施加接触压力；和

(ii)使第二体积的液体蒸发或渗透穿过所述模板；

(b)撤除施加到图案化模板表面上的接触压力；

(c)将气体引入所述图案化模板表面的凹陷区内；

(d)处理所述液体材料，以在所述图案化模板表面的凹陷区内形成一个或多个颗粒；并且

(e)取出所述一个或多个颗粒。

在某些实施方案中，取出一个或多个颗粒通过以下一种方法来实现：

(a)将图案化的模板施加到基板上，其中所述基板对一个或多个颗粒具有亲合性；

(b)使图案化模板变形，以便从图案化的模板取出所述一个或多个颗粒；

(c)用第一溶剂溶胀所述图案化的模板，以挤出所述一个或多个颗粒；

(d)用第二溶剂洗涤图案化的模板，其中所述第二溶剂对所述一个或多个颗粒具有亲合性；以及

(e)施加机械力到所述一个或多个颗粒上。

在某些实施方案中，所述机械力是通过使刮刀和刷子之一种与所述一个或多个颗粒接触来实施的。在某些实施方案中，所述机械力通过超声波、兆频超声波、静电或磁力手段实施。

在某些实施方案中，所述方法包括收获或收集所述颗粒。在某些实施方案中，颗粒的收获或收集包括选自以下组中的方法：用刮刀刮、刷子清理法、溶解法、超声法、兆频超声法、静电法及磁力法。

在某些实施方案中，公开主题描述了通过本申请中所描述方法形成的一个或多个颗粒。在某些实施方案中，所述多个颗粒包含多个单分散的颗粒。在某些实施方案中，所述颗粒或多个颗粒选自以下组中：半导体器件、晶体、药物输送载体、基因输送载体、疾病检测仪器、疾病定位仪器、光电仪器、成孔剂、化妆品、驻极体、添加剂、晶体、传感器、解毒剂、研磨剂如CMP、微电机系统(MEMS)、细胞支架、标签剂、药物剂及生物标志物。在某些实施方案中，所述颗粒或多个颗粒包含独立式的结构。

另外，在某些实施方案中，公开主题描述了一种制造隔离的液体物体的方法，所述方法包括(a)使液体材料与第一低表面能材料的表面接触；(b)使第二低表面能材料的表面与液体接触，其中第一或第二低表面能材料的至少一个表面被图案化；(c)将第一和第二低表面能材料表面密封在一起；并且(d)将两个低表面能材料分离开，以产生包含液滴的复制品图案。

在某些实施方案中，所述液体材料包含聚乙二醇二丙烯酸酯。在某些实施方案中，所述低表面能材料包含全氟聚醚二丙烯酸酯。在某些实施方案中，化学方法被用来密封所述第一和第二低表面能材料的表面。在某些实施方案中，物理方法被用来密封所述第一和第二低表面能材料的表面。在某些实施方案中，所述低表面能材料的一个表面被图案化。在某些实施方案中，所述低表面能材料的一个表面没有被图案化。

在某些实施方案中，所述方法进一步包含使用由液滴构成的复制品图案制备其它物体。在某些实施方案中，所述液滴的复制品图案是在没有图案化的低表面能材料的表面上形成的。在某些实施方案中，所述液滴进行直接或部分的凝固。在某些实施方案中，所述液滴经受化学转变。在某些实施方案中，所述液滴的凝固或液滴的化学转变产生独立式的物体。在某些实施方案中，所述独立式的物体被收获。在某些实施方案中，所述独立式物体在恰当的位置被粘接。在某些实施方案中，所述独立式物体进行直接固化、部分固化或化学转化。

在某些实施方案中，所述液滴在图案化模板上或之中直接固化、部分固化或化学转化，以产生嵌入在图案化模板凹陷中的物体。在某些实施方案中，嵌入的物体被收获。在某些实施方案中，所述嵌入的物体在恰当的位置粘接。在某些实施方案中，所述嵌入的物体被用于其它制造过程中。

在某些实施方案中，液滴的复制品图案被转移到其它表面。在某些实施方案中，所述转移发生在凝固或化学转变过程之前。在某些实施方案中，所述转移发生在凝固或化学转变过程之后。在某些实施方案中，液滴的复制品图案将要转移到的表面选自以下组中：非低表面能表面、低表面能表面、官能化的表面及损失(sacrificial)表面。在某些实施方案中，所述方法在基本上不含一个或多个浮渣层的表面上生成图案。在某些实施方案中，所述方法被用来制造半导体和其它电子和光子器件或阵列。在某些实施方案中，所述方法被用来产生独立式物体。在某些实施方案中，所述方法被用来利用多重图案化步骤产生三维物体。在某些实施方案中，所述隔离或图案化的物体选自以下组中：有机的、无机的、聚合物的及生物的材料。在某些实施方案中，表面粘合剂被用来在表面上稳定隔离的结构。

在某些实施方案中，图案化或非图案化表面上的液滴阵列或固体阵列被作为用于额外化学处理步骤的区域专一的输送器件或反应容器。在某些实施方案中，所述额外的化学处理步骤选自以下组中：有机、无机、聚合物、生物材料及催化体系到表面上的印刷；有机、无机、聚合物及生物材料的合成；以及其中需要材料的地方化输送至表面的其它应用。公开主题的应用包括但不限于材料的微米和纳米级材料的图案化或印刷。在某些实施方案中，待图案化或印刷的材料选自以下组中：表面粘接分子、无机化合物、有机化合物、聚合物、生物分子、纳米颗粒、病毒、生物阵列等。

在某些实施方案中，公开主题的应用包括但不限于刷状(brush)聚合物的合成、用于CVD碳纳米管生长的催化剂图案化、细胞支架的制造、图案化损失层如耐蚀刻物的涂覆，以及有机、无机、聚合物及生物阵列的组合制造。

在某些实施方案中，非润湿压印光刻及相关技术与控制单个物体内化学组分的定位及取向的方法结合。在某些实施方案中，这种方法通过合理地结构化所述物体来改进物体的性能，以便优化其用于特殊应用。在某些实施方案中，所述方法包括将生物导向剂引入颗粒中以用于药物输送、接种疫苗及其它应用。在某些实施方案中，所述方法包括设计颗粒包括具体的生物识别基序。在某些实施方案中，所述生物识别基序包括生物素/抗生物素蛋白和/或其它蛋白质。

在某些实施方案中，所述方法包括定制这些材料的化学组成和控制反应条件，以便此时可以组织生物识别基序，优化所述颗粒的作用。在某些实施方案中，所述颗粒被设计及合成为使得识别元件如下地位于颗粒的表面，以便可以接近细胞的粘接部位，其中所述颗粒的核心保持含有生物活性剂，例如治疗分子。在某些实施方案中，非润湿压印光刻方法被用来制造物体，其中所述物体通过引入官能化的基序如生物识别剂至物体组成中而被优化用于特定的应用。在某些实施方案中，所述方法还包括通过使用选自以下组中的方法来控制物体的微米和纳米结构：自组装、逐步式制造步骤、反应条件、化学组成、交联、支化、氢键键合、离子相互反应、共价相互反应等。在某些实施方案中，所述方法还包括通过向物体中引入化学组织化的前体来控制物体的微米和纳米结构。在某些实施方案中，所述化学组织化的前体选自以下组中：嵌段共聚物和核-壳结构。

总而言之，公开主题描述了一种非润湿的可以升级的压印光刻技术，并且提供了一种简单直接的形成这种颗粒的途径，其不用使用自组装、难以制造嵌段共聚物及其它系统。

III.通过“液体减少”的圆形颗粒的形成

现在参考图3A至3F，公开主题提供了一种“液体减少”的方法，以形成形状与模板的形状不共形的颗粒，其包括但不限于球形微米-和纳米颗粒。例如，“立方体形状的”模板使得能够制造球形颗粒，而“方块箭头”模板使得可以制造棒棒糖形状的颗粒或物体，其中气体的引入使得表面张力在处理固有的液体前重新塑型它。尽管不希望受任何具体理论的限制，公开的某些实施方案中所可以提供的非润湿特性披露了图案化的模板和/或处理过的或涂覆过的基板，这使得可以产生圆形如球形的颗粒。

现在参考图3A，液体材料滴302被布置在基板300上，该基板300在某些实施方案中被非润湿材料304涂覆或处理。也提供了包含多个凹陷区110和图案化表面区112的图案化模板108。

现在参考图3B，使图案化的模板108与液滴302接触。然后使包含液滴302的液体材料进入图案化模板108的凹陷区110。在某些实施方案中，在图案化模板108与基板300之间残留了包含液滴302的液体材料的剩余物或“浮渣”层RL。

现在参考图3C，第一力量F_a1被施加到图案化的模板108上。在图案化模板108与基板之间形成了接触点CP，并替代剩余层RL。在图案化模板108的凹陷区110中形成了颗粒306。

现在参考图3D，此时第二力量F_a2被施加到图案化模板108上，由此在凹陷区112内形成更小的颗粒308，并使部分包含液滴302的液体材料从凹陷区112出来，其中由F_a2所施加的力比由F_a1所施加的力大。

现在参考图3E，撤销第二力量F_a2，由此恢复由施加第一力量F_a1所产生的原来的接触压力。在某些实施方案中，图案化模板108包含气体可渗透的材料，它使得部分具有凹陷区112的空间被气体如氮气填充，由此形成多个球形液滴310。一旦该液体减少得以实现，则用处理过程T_r处理多个球形液滴310。

现在参考图3F，将处理过的球形液滴310从图案化模板108释放出来，以提供多个独立的球形颗粒312。

IV.聚合物纳米至微米驻极体的形成

现在参考图4A和4B，在某些实施方案中，公开主题描述了一种通过在模制(图4A)以生产带电聚合物颗粒(图4B)期间的聚合和/或结晶步骤过程中施加电场，制备聚合物纳米至微米驻极体的方法。在某些实施方案中，带电的聚合物颗粒自发地聚集成为链状的结构(图4D)，而不是如图4C中所示的无规构型。

在某些实施方案中，带电的聚合物颗粒包含聚合物驻极体。在某些实施方案中，所述聚合物驻极体包含聚合物纳米驻极体。在某些实施方案中，带电的聚合物颗粒聚集成为链状结构。在某些实施方案中，带电的聚合物颗粒包含用于电流变器件的添加剂。在某些实施方案中，所述电流变器件选自以下组中：离合器和活性潮湿器件。在某些实施方案中，所述带电聚合物颗粒包含纳米压电器件。在某些实施方案中，所述纳米压电器件选自以下组中：激励器、开关和机械传感器。

V.多层结构的形成

在某些实施方案中，公开主题提供了一种用于形成多层结构的方法，所述结构包括多层颗粒。在某些实施方案中，包括多层颗粒的所述多层结构包括纳米级多层结构。在某些实施方案中，多层结构是通过向基板上沉积不混溶的液体和/或溶液的多个薄层，并通过以上所述的任一种方法形成颗粒而形成的。液体的不混溶性可以基于任何的物理特性，其包括但不限于密度、极性和挥发性。公开主题的可能形态的实例举例说明在图5A-5C中，其包括但不限于多相夹层结构、核壳结构及内乳液、微乳液和纳米级乳液。

现在参考图5A，其显示了公开主题的多相夹层结构500，借助于实例，其包括第一液体材料502和第二液体材料504。

现在参考图5B，其显示了公开主题的核壳颗粒506，借助于实例，其包括第一液体材料502和第二液体材料504。

现在参考图5C，其显示了公开主题的内乳液颗粒506，借助于实例，其包括第一液体材料502和第二液体材料504。

更具体而言，在某些实施方案，所述包括在图案化模板和基板之间布置多个不混溶的液体，以形成多层结构，例如多层纳米结构。在某些实施方案中，所述多层结构包含多层颗粒。在某些实施方案中，所述多层结构包括选自以下组中的结构：多相夹层结构、核壳结构、内乳液、微乳液和纳米级乳液。

VI.复合多维结构的制造

在某些实施方案，公开主题提供了一种制造复合多维结构的方法。在某些实施方案，复合多维结构可以通过实施图2A-2E中所举例说明的步骤而形成。在某些实施方案，所述方法包括向与第二图案化模板排成一行的图案化模板上(而不是向光滑的基板上压印)进行压印而产生的隔离的多维结构，该结构被如上所述地固化和取出。图6A-6C中提供了用于形成复合多维结构方法的实施方案的示意性举例说明及这种结构的实例。

现在参考图6A，其提供了第一图案化模板600。第一图案化模板600包含多个凹陷区602和多个非凹陷表面604。还提供了第二图案化模板606。第二图案化模板606包含多个凹陷区608和多个非凹陷表面610。如图6A中所示，第一图案化模板600和第二图案化模板606以预定隔开的关系排列。液体材料612的液滴被布置在第一图案化模板600和第二图案化模板606之间。

现在参考图6B，使图案化模板600与图案化模板606接触。力量F_a被施加到图案化模板600上，使得包含液滴612的液体材料转移到多个凹陷区602和608。包含液滴612的液体材料此时被处理过程T_r处理，形成图案化的处理的液体材料614。

现在参考图6C，通过以上所述的任何释放方法将图6B的图案化处理过的液体材料614取出，以提供多个多维图案化的结构616。

在某些实施方案中，图案化的结构616包括纳米级的图案化结构。在某些实施方案中，图案化的结构616包括多维结构。在某些实施方案中，所述多维结构包括纳米级多维结构。在某些实施方案中，所述多维结构包括多个结构特征。在某些实施方案中，所述结构特征包括多个高度。

在某些实施方案中，提供了包含图案化结构616的微电子器件。图案化结构616可以是可以想象的任何结构，包括用于微电子的“双damscene”结构。在某些实施方案中，所述微电子器件选自以下组中：集成电路、半导体颗粒、量子点及双damscene结构。在某些实施方案中，所述微电子器件展现出选自以下组中的某些物理性质：耐蚀刻、低介电常数、高介电常数、传导、半传导、绝缘、多孔性及非多孔性。在某些实施方案中，公开主题提供了一种制备多维复合结构的方法。现在参考图7A-7F，在某些实施方案中，提供了第一图案化模板700。第一图案化模板700包括多个非凹陷表面区702和多个凹陷表面区704。特别继续图7A，也提供了基板706。在某些实施方案中，基板706被非润湿剂708涂覆。第一液体材料710的液滴被布置在基板706之上。

现在参考图7B和7C，使第一图案化模板700与基板706接触。力量F_a被施加到第一图案化模板700上，以便使第一液体材料710的液滴进入凹陷704。包含第一液体材料710的液滴的液体材料被第一处理过程T_r1处理，以在多个凹陷704内形成处理过的液体材料。在某些实施方案中，第一处理过程T_r1包括部分固化方法，以使处理过的第一液体粘接到基板706上。特别参考图7C，移开第一图案化模板700，基板706上提供了多个结构特征712。

现在参考图7D-7F，提供了第二图案化的模板714。第二图案化的模板714包括多个凹陷716，该凹陷填充有第二液体材料718。凹陷716的填充可以以与图7A和7B中相对于凹陷704相似的方法来进行。特别参考图7E，使第二图案化模板714与结构特征712接触。第二液体材料718用第二处理过程T_r2来处理，以使第二液体材料718与多个结构特征712相粘接，由此形成多维结构720。特别参考图7F，移除第二图案化模板714和基板706，提供多个独立式的多维结构722。在某些实施方案中，图7A-7F中所示意性提出的方法可以按需要进行多次，以形成错综复杂的纳米结构。

相应地，在某些实施方案中，提供了一种形成多维结构的方法，该方法包括：

(a)提供通过所述图中描述的方法制备的颗粒；

(b)提供第二图案化的模板；

(c)在所述第二图案化的模板中布置第二液体材料；

(d)使第二图案化的模板与步骤(a)的颗粒接触；并且

(e)处理第二液体材料，以形成多维结构。

VII.压印光刻

现在参考图8A-8D，其举例说明了在基板上形成图案的方法。在图8说明的实施方案中，使用了压印光刻技术在基板上形成图案。

现在参考图8A，其提供了图案化的模板。在某些实施方案中，图案化模板810包含耐溶剂的低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生以上所定义的图案化模板。图案化模板810还包括第一图案化模板表面812和第二模板表面814。第一图案化模板表面812另外包括多个凹陷816。衍生自耐溶剂的低表面能的聚合物材料的图案化模板可以被装配到另一种材料上，以方便图案化模板的排列或连续处理，例如输送带。这也许在表面上精确布置的结构的制造中特别有用，例如复杂器件或半导体、电子或光电子器件的制造。

现在参考图8A，其提供了基板820。基板820包含基板表面822。在某些实施方案中，基板820选自以下组中：聚合物材料、无机材料、硅材料、石英材料、玻璃材料、以及其表面处理过的变化形式。在某些实施方案中，图案化的模板810和基板820的至少之一具有低于18mN/m的表面能。在某些实施方案中，图案化的模板810和基板820的至少之一的表面能低于15mN/m。

在某些实施方案中，如图8A中所示，图案化模板810和基板820以彼此隔开的关系布置，使得第一图案化模板表面812面向基板表面822，而在第一图案化模板表面812和基板表面822之间产生间隙830。这是预定关系的实例。

现在参考图8B，一定体积的液体材料840被布置在第一图案化模板表面812和基板表面822之间的间隙830中。在某些实施方案中，所述体积的液体材料840被定向布置在非润湿剂(未显示出)上，非润湿剂布置在第一图案化模板表面812上。

现在参考图8C，在某些实施方案中，使第一图案化的模板812与所述体积的液体材料840接触。力量F_a被施加到第二模板表面814上，由此使所述体积的液体材料840进入多个凹陷816中。在某些实施方案中，如图8C中所示，在施加力量F_a后，部分体积的液体材料840残留在第一图案化模板表面812和基板表面820之间。

还是参考图8C，在某些实施方案中，所述体积的液体材料840被处理过程T所处理，同时施加力量F_a，形成处理过的液体材料842。在某些实施方案中，处理过程T_r包括选自以下组中的过程：热过程、光化学过程和化学过程。

现在参考图8D，力量F_r被施加到图案化模板810上，以将处理过的液体材料842与图案化模板810分离，从而露出如图8E中所示的基板820上的图案850。在某些实施方案中，处理过的液体材料842的残余物或“浮渣”层852残留在基板820上。

更具体而言，在基板上形成图案的方法包括：

(a)提供图案化的模板和基板，其中所述图案化的模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化的模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)使所述图案化模板表面与基板接触；并且

(d)处理所述液体材料在所述基板上形成图案。

在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的、低表面能的聚合物材料，该材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

在某些实施方案中，所述全氟聚醚包含选自以下组中的骨架结构：

其中X是存在或不存在的，并且当X存在时其包含封端基团。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃选自以下组中：

其中CSM包括固化部位的单体。

在某些实施方案中，所述氟代烯烃材料由以下单体制得，所述单体包括四氟乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、2，2-双(三氟甲基)-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊烯、官能化的氟代烯烃、官能化的丙烯酸单体及官能化的甲基丙烯酸单体。

在某些实施方案中，所述聚硅氧烷材料包括具有以下结构的氟烷基官能化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)：

其中：

R选自以下组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基的基团；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述苯乙烯系材料包括选自以下组中的氟化苯乙烯单体：

其中Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述丙烯酸酯材料包括具有以下结构的氟化丙烯酸酯或氟化甲基丙烯酸酯：

其中：

R选自以下组中：H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基；并且

Rf包括氟烷基链。

在某些实施方案中，所述三嗪含氟聚合物包括氟化单体。

在某些实施方案中，可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟代单体或氟代低聚物包括官能化的烯烃。在某些实施方案中，所述官能化的烯烃包括官能化的环烯烃。

在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一的表面能低于18mN/m。在某些实施方案中，图案化模板和基板的至少之一的表面能低于15mN/m。

在某些实施方案中，所述基板选自以下组中：聚合物材料、无机材料、硅材料、石英材料、玻璃材料、以及其表面处理过的变化形式。在某些实施方案中，所述基板选自制备过程中的电子器件和制备过程中的光子器件之一。在某些实施方案中，所述基板包含图案化的区域。

在某些实施方案中，所述的多个凹陷区包括多个空腔。在某些实施方案中，所述多个空腔包括多个结构特征。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约10微米至1纳米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约10微米至1微米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约1微米至约100纳米大小。在某些实施方案中，所述多个结构特征的尺寸范围是约100纳米至约1纳米大小。

在某些实施方案中，所述液体材料选自以下组中：聚合物、溶液、单体、多种单体、聚合引发剂、聚合催化剂、无机前体、金属前体、药物剂、标记物、磁性材料、顺磁性材料、超顺磁性材料、配体、细胞渗透肽、成孔剂、表面活性剂、多种不混溶的液体、溶剂及带电体。在某些实施方案中，所述药物剂选自以下组中：药物、肽、RNAi和DNA。在某些实施方案中，所述标记物选自以下组中：荧光标记物、放射性标记的标记物及造影剂。在某些实施方案中，所述配体包含细胞导向肽。

代表性的超顺磁或顺磁材料包括但不限于用于磁光应用而掺杂Mn的Fe₂O₃、Fe₃O₄、FePt、Co、MnFe₂O₄、CoFe₂O₄、CuFe₂O₄、NiFe₂O₄和ZnS、用于光学应用的CdSe以及用于硼中子捕获应用的硼酸盐。

在某些实施方案中，所述液体材料选自抗蚀剂(resist)聚合物和低k电介质中的一种。在某些实施方案中，所述液体材料包括非润湿剂。

在某些实施方案中，布置所述体积的液体材料通过铺展方法调控。在某些实施方案中，所述铺展方法包括：

(a)布置第一体积的液体材料在图案化的模板上，以在所述图案化模板上形成液体材料层；并且

(b)拖曳工具穿过所述液体材料层，以便

(i)从图案化的模板上的液体材料层移除第二体积的液体材料；并且

(ii)在图案化的模板上留下第三体积的液体材料。

在某些实施方案中，第一模板表面与基板的接触基本上除掉了所有布置体积的液体材料。

在某些实施方案中，对所述液体材料的处理包括选自以下组中的过程：热过程、光化学过程和化学过程。

在某些实施方案中，所述方法包含间歇过程。在某些实施方案中，所述间歇过程选自半间歇过程和连续间歇过程的一种。

在某些实施方案中，公开主题描述了通过公开的方法形成的图案化的基板。

VIII.不含残留“浮渣层”的压印光刻

抑制了其全部潜力的压印光刻的特征是，一旦液体材料如树脂被图案化，就会形成“浮渣层”。“浮渣层”包含残留在印花(stamp)和基板之间的液体材料。在某些实施方案中，公开主题提供了一种产生基本不含浮渣层的图案的方法。

现在参考图9A-9E，在某些实施方案中，提供了一种在基板上形成图案的方法，其中所述图案基本不含浮渣层。现在参考图9A，其提供了图案化的模板910。图案化模板910还包括第一图案化模板表面912和第二模板表面914。第一图案化模板表面912还包括多个凹陷916。在某些实施方案中，非润湿剂960被布置在第一图案化模板表面912之上。

继续参考图9A，其提供了基板920。基板920包含基板表面922。在某些实施方案中，非润湿剂960布置在基板表面920之上。

在某些实施方案中，如图9A中所示，图案化模板910和基板920以彼此隔开的关系布置，使得第一图案化模板表面912面向基板表面922，在第一图案化模板表面912和基板表面922之间产生了间隙930。

现在参考图9B，将一定体积的液体材料940布置在第一图案化模板表面912和基板表面922之间的间隙930中。在某些实施方案中，所述体积的液体材料940被直接布置在第一图案化模板表面912上。在某些实施方案中，所述体积的液体材料940直接布置在非润湿剂960上，而该非润湿剂被布置在第一图案化模板表面912上。在某些实施方案中，所述体积的液体材料940被直接布置在基板表面920之上。在某些实施方案中，所述体积的液体材料940被直接布置在非润湿剂960上，而该非润湿剂被布置在基板表面920之上。

现在参考图9C，在某些实施方案中，使第一图案化模板表面912与所述体积的液体材料940接触。力量F_a被施加到第二模板表面914上，由此使所述体积的液体材料940进入多个凹陷916中。与图9中所举例说明的实施方案相反，在力量F_a被施加时，部分体积的液体材料940被力量F_o从间隙930挤出来。

继续参考图9C，在某些实施方案中，所述体积的液体材料940被处理过程T所处理，同时施加力量F_a，以形成处理过的液体材料942。

现在参考图9D，力量F_r被施加到图案化模板910上，以将处理过的液体材料942与图案化模板910分开，以露出如图9E中所示的基板920之上的图案950。在此实施方案中，基板920基本上不含残余物、或处理过的液体材料942的“浮渣”层。

在某些实施方案中，所述模板表面和基板的至少之一包含官能化的表面元件。在某些实施方案中，所述官能化的表面元件用非润湿剂官能化。在某些实施方案中，所述非润湿剂包含与所述液体材料粘接的官能团。在某些实施方案中，所述非润湿剂选自以下组中：三氯硅烷、三烷氧基硅烷、含非润湿和活性官能团的三氯硅烷、含非润湿和活性官能团的三烷氧基硅烷、及它们的混合物。

在某些实施方案中，两个表面元件之间的接触点不含液体材料。在某些实施方案中，两个表面元件之间的接触点包含残余的液体材料。在某些实施方案中，残余液体材料的高度小于所述结构高度的30％。在某些实施方案中，残余液体材料的高度小于所述结构高度的20％。在某些实施方案中，残余液体材料的高度小于所述结构高度的10％。在某些实施方案中，残余液体材料的高度小于所述结构高度的5％。在某些实施方案中，液体材料的体积小于图案化模板的体积。在某些实施方案中，基本上全部液体材料的体积被限定在至少一个表面元件的图案化模板上。在某些实施方案中，不含液体材料的所述两个表面元件之间的接触点阻碍所述两个表面元件之间的滑动。

IX.溶剂辅助形微模制(SAMIM)

在某些实施方案中，公开主题描述了一种用于在基板上形成图案的溶剂辅助型微模制(SAMIM)方法。

现在参考图10A，其提供了图案化的模板1010。图案化模板1010还包括第一图案化模板表面1012和第二图案化模板表面1014。第一图案化模板表面1012还包含多个凹陷1016。

继续参考图10A，其提供了基板1020。基板1020包含基板表面1022。在某些实施方案中，聚合物材料1070布置在基板表面1022之上。在某些实施方案中，聚合物材料1070包含抗蚀剂聚合物。

继续参考图10A，图案化模板1010和基板1020以彼此隔开的关系布置，以便第一图案化模板表面1012面向基板表面1022，而在第一图案化模板表面1012和基板表面1022之间产生了间隙1030。如图10A所示，溶剂S被布置在间隙1030之内，以使溶剂S接触聚合物材料1070，形成溶胀的聚合物材料1072。

现在参考图10B和10C，第一图案化模板1012与溶胀的聚合物材料1072接触。力量F_a被施加到第二模板表面1014上，由此使部分溶胀的聚合物材料1072进入多个凹陷1016，并且在第一图案化模板1012和基板1020之间留下部分溶胀的聚合物材料1072。此时，溶胀的聚合物材料1072在压力下用处理过程T_r处理。

现在参考图10D，将力量Fr被施加到图案化模板1010上，以将图案化模板1010与处理过的溶胀的聚合物材料1072分离，露出如图10E中所示的基板1020之上的聚合物图案1074。

X.从图案化模板和/或基板移除图案化的结构

在某些实施方案中，图案化的结构(例如图案化的微米-或纳米结构)被从至少一个图案化模板和/或基板移除。这可以通过多种途径实现，其包括但不限于：将含有图案化结构的表面元件施加到对图案化结构具有亲合性的表面；使含有图案化结构的表面元件变形，以使图案化结构从表面元件上移开；用第一溶剂使含有图案化结构的表面元件溶胀，以挤出图案化的结构；以及用对图案化结构具有亲合性的第二溶剂洗涤含有图案化结构的表面元件。

在某些实施方案中，第一溶剂包含超临界流体二氧化碳。在某些实施方案中，所述第一溶剂包含水。在某些实施方案中，所述第一溶剂包含含有水和洗涤剂的水溶液。在某些实施方案中，使表面元件变形通过向表面元件施加机械力来进行。在某些实施方案中，移除图案化结构的方法含包含超声波处理的方法。

XI.制造分子的方法及用于向目标输送治疗剂的方法

在某些实施方案中，公开主题描述了用于制造用于药物发现和药物治疗的“分子”的方法和工艺，以及通过方法得到的产品。在某些实施方案中，用于制造分子的方法或工艺包括组合的方法和工艺。在某些实施方案中，制造分子的方法包括非润湿压印光刻的方法。

XI.A制造分子的方法

在某些实施方案中，非润湿压印光刻方法还包含衍生自或含有耐溶剂、低表面能聚合物材料的表面，该聚合物材料衍生自浇注低粘度的液体材料到母模板上，然后固化所述低粘度液体材料以产生图案化的模板。在某些实施方案中，所述表面包含耐溶剂的弹性体材料。

在某些实施方案中，非润湿压印光刻方法被用来产生隔离的结构。在某些实施方案中，所述隔离结构包括隔离的微结构。在某些实施方案中，所述隔离结构包括隔离的纳米结构。在某些实施方案中，所述隔离结构包括可生物降解的材料。在某些实施方案中，所述隔离结构包括疏水性材料。某些实施方案中，所述隔离结构包括特殊的形状。某些实施方案中，所述隔离结构还包括“货物(cargo)”。

在某些实施方案中，非润湿压印光刻方法还包括向待模制的溶液中添加分子模件(module)、碎片或晶畴(domain)。在某些实施方案中，所述分子模件、碎片或晶畴为隔离结构带来官能。在某些实施方案中，所述赋于隔离结构的官能包含治疗的功能。

在某些实施方案中，治疗剂如药物被引入隔离的结构中。在某些实施方案中，生物活性的药物被束缚到连接剂上，以方便其引入隔离结构中。在某些实施方案中，酶晶畴或催化剂被添加到隔离的结构中。在某些实施方案中，配体或低聚肽被添加到隔离结构中。在某些实施方案中，所述低聚肽是官能化的。在某些实施方案中，所述官能化的低聚肽包含细胞导向肽。在某些实施方案中，抗体或其官能化碎片被添加到所述隔离结构中。

在某些实施方案中，粘结剂被添加到隔离结构中。在某些实施方案中，包含粘结剂的隔离结构被用来制造同样的结构。在某些实施方案中，包含粘结剂的隔离结构被用来制造具有不同结构的结构。在某些实施方案中，不同结构的结构被用来考察作为治疗剂的分子的功效。在某些实施方案中，隔离结构的形状模仿生物制剂。在某些实施方案中，所述方法还包括用于药物发现的方法。

XIB.输送治疗剂至目标的方法

在某些实施方案中，公开了输送治疗剂至目标的方法，所述方法包括：提供本申请所描述方法产生的颗粒；将治疗剂与所述颗粒混合；以及输送包含所述治疗剂的颗粒至目标。

在某些实施方案中，所述治疗剂包含药物。在某些实施方案中，所述治疗剂包含基因材料。在某些实施方案中，所述基因材料选自以下组中：非病毒基因载体、DNA、RNA、RNAi和病毒颗粒。

在某些实施方案中，所述颗粒直径为小于100微米。在某些实施方案中，所述颗粒直径为小于10微米。在某些实施方案中，所述颗粒直径为小于1微米。在某些实施方案中，所述颗粒直径为小于100纳米。在某些实施方案中，所述颗粒直径为小于10纳米。

在某些实施方案中，所述颗粒包含可生物降解的聚合物。在某些实施方案中，所述可生物降解的聚合物选自以下组中：聚酯、聚酐、聚酰胺、磷系聚合物、聚(氰基丙烯酸酯)、聚氨酯、聚原酸酯、聚二氢吡喃和聚缩醛。在某些实施方案中，所述聚酯选自以下组中：聚乳酸、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸、聚(ε-己内酯)、聚(β-苹果酸)和聚二噁烷酮(polydioxanone)。在某些实施方案中，所述聚酐选自以下组中：聚癸二酸、聚己二酸和聚对苯二酸(poly(terpthalic acid))。在某些实施方案中，所述聚酰胺选自以下组中：聚亚氨基碳酸酯和聚氨基酸。在某些实施方案中，所述磷系聚合物选自以下组中：聚磷酸酯、聚膦酸酯和聚磷腈。在某些实施方案中，所述聚合物对刺激物如pH、辐照、离子强度、温度和交替磁场或电场有响应。

对这种刺激物的响应可以包括溶胀和/或加热，这可以方便其货物的释放或降解。

在某些实施方案中，公开主题描述了含有用于极高热治疗、癌症和基因治疗、药物输送、磁共振图像造影剂、疫苗辅助物、记忆器件和自旋电子学应用中的颗粒的磁发电机。

不受限于任何一种具体的理论，含有颗粒如磁性纳米颗粒的磁发电机通过过高热(41至46℃之间)或热烫灼(大于46℃)过程而产生热量，即通过暴露在交流磁场而控制纳米颗粒的加热。热量被用来(i)诱导聚合物组分的相变(例如熔化和释放封装材料)，和/或(ii)特殊细胞的极高热处理，和/或(iii)增加封装材料的效果。磁性纳米颗粒通过电磁加热的触发机制提升了(iv)所述颗粒的降解速度；(v)可以诱导溶胀；和/或(vi)诱导可以导致更大表面积的溶解/相变，在处理多种疾病时，这将是有益的。

在某些实施方案中，公开主题描述了可选的治疗剂输送方法，该方法利用“非润湿”压印光刻来制造用于药物输送系统的单分散的磁性纳米颗粒。这种颗粒可被用于：(1)癌症细胞的超高热处理；(2)MRI造影剂；(3)颗粒的导向输送；和(4)药物输送载体的触发降解。

在某些实施方案中，所述治疗剂输送系统包括生物相容的材料和磁性纳米颗粒。在某些实施方案中，所述生物相容的材料熔点低于100℃。在某些实施方案中，所述生物相容的材料选自以下组中，但不限于：聚交酯、聚乙醇酸交酯、羟丙基纤维素及蜡。

在某些实施方案中，一旦磁性纳米颗粒被输送到目标，或与目标接近，就使所述磁性纳米颗粒暴露于交流磁场。暴露于交流磁场导致磁性纳米颗粒进行受控加热。不受限于任一种具体的理论，所述受控加热是热烫灼过程的结果。在某些实施方案中，所述热量被用来诱导纳米颗粒的聚合物组分中的相变。在某些实施方案中，所述相变导致包藏材料的释放。在某些实施方案中，包藏材料的释放包括受控释放。在某些实施方案中，包藏材料的受控释放导致治疗剂的浓缩剂量。在某些实施方案中，所述热量导致目标如特殊细胞的超高热处理。在某些实施方案中，所述热量导致包藏材料的效果增强。在某些实施方案中，由电磁加热诱导的磁性纳米颗粒的触发机理增强了所述颗粒的降解速度，并因此可以诱导可导致更大表面积的溶胀和/或溶解/相变，这对于处理多种疾病是有益的。

在某些实施方案中，附加组分包括药物如抗癌剂，例如氮芥、顺铂和阿霉素；目标配体，如细胞导向肽、细胞渗透肽、整联蛋白受体肽(GRGDSP)、黑素细胞刺激激素、血管活性肠肽、抗Her2的老鼠抗体，以及多种维生素；病毒、多糖、环糊精、蛋白质、脂质体、光学纳米颗粒如用于光学应用的CdSe、以及协助硼中子捕获治疗(BNCT)目标的硼酸盐纳米颗粒。

所描述的含磁性材料也可以导致它们的其它应用。所述磁发电机颗粒可以通过其形状、表面的官能化和/或暴露于用于考察的磁场的驱动而组合到明确定义的阵列中，并且不限于磁性阵列器件、存储器器件、自旋电子应用和溶液分离。

由此，公开主题提供了一种用于输送治疗剂至目标的方法，所述方法包括：

(a)提供通过所公开方法制备的颗粒；

(b)将治疗剂与所述颗粒混合；和

(c)输送包含所述治疗剂的颗粒至目标。

在某些实施方案中，所述治疗剂选自药物和基因材料的一种。在某些实施方案中，所述基因材料选自以下组中：非病毒基因载体、DNA、RNA、RNAi和病毒颗粒。

在某些实施方案中，所述颗粒包含可生物降解的聚合物。在某些实施方案中，所述可生物降解的聚合物选自以下组中：聚酯、聚酐、聚酰胺、磷系聚合物、聚(氰基丙烯酸酯)、聚氨酯、聚原酸酯、聚二氢吡喃和聚缩醛。

在某些实施方案中，所述聚酯选自以下组中：聚乳酸、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸、聚(ε-己内酯)、聚(β-苹果酸)和聚二噁烷酮。

在某些实施方案中，所述聚酐选自以下组中：聚癸二酸、聚己二酸和聚对苯二酸。

在某些实施方案中，所述聚酰胺选自以下组中：聚亚氨基碳酸酯和聚氨基酸。

在某些实施方案中，所述磷系聚合物选自以下组中：聚磷酸酯、聚膦酸酯和聚磷腈。

在某些实施方案中，所述可生物降解聚合物还包括对刺激物响应的聚合物。在某些实施方案中，所述刺激物选自以下组中：pH、辐照、离子强度、温度、交替磁场和交替电场。在某些实施方案中，所述刺激物包括交替磁场。

在某些实施方案中，所述方法包括在颗粒被输送至目标后立即将颗粒暴露在交替磁场下。在某些实施方案中，颗粒暴露至交替磁场通过低温过程和热烫灼过程之一而导致颗粒产生热量。

在某些实施方案中，由颗粒产生的热量诱导所述颗粒聚合物组分中的相变和针对目标的超高温处理之一。在某些实施方案中，所述颗粒聚合物组分中的相变包括从固相向液相的变化。在某些实施方案中，所述从固相向液相的相变导致治疗剂从颗粒中被释放出来。在某些实施方案中，治疗剂从颗粒中的释放包括受控释放。

在某些实施方案中，所述目标选自以下组中：细胞导向肽、细胞渗透肽、整联蛋白受体肽(GRGDSP)、黑素细胞刺激激素、血管活性肠肽、抗Her2的老鼠抗体及维生素。

就公开主题的方法而言，可以处理任何动物主体目标。所使用的术语“主体”是指任何的脊椎动物物种。公开主题的方法特别适用于温血脊椎动物的诊断。由此，本要求保护主题涉及动物。在某些实施方案中，所提供的是对哺乳动物的诊断和/或处理，例如人类，以及那些由于濒临危险而重要的哺乳动物(例如西伯利亚虎)、具有经济重要性(在农场饲养以供人类消耗)和/或社会重要性(作为宠物或在动物园中而拥有)的，如除人以外的食肉动物(例如猫和狗)、猪swine(猪pig、家畜猪hog和野猪)、反刍动物(例如牛、公牛、绵羊、长颈鹿、鹿、山羊、野牛和骆驼)，以及马。还提供了家畜的诊断和/或处理，其包括但不限于：驯养的猪(猪和家畜猪)、反刍动物、马、家禽等。

以下参考文献在此引入作为参考。公开的DeSimone等的国际PCT申请WO 2004081666；Dunn等的US 6,528,080；Arndt等的US 6,592,579；Jordan的公开国际PCT申请WO 0066192；Hilger，I.等，Radiology570-575(2001)；Mornet，S.等，J.Mat.Chem.，2161-2175(2004)；Berry， C.C.等，J.Phys.D：Applied Physics 36，R198-R206(2003)；Babincova， M.等，Bioelectrochemistry 55，17-19(2002)；Wolf，S.A.等，Science 16，1488-1495(2001)；以及Sun，S.等，Science 287，1989-1992(2000)；Hallahan的US 6,159,443；及Hallahan等国际PCT申请WO 03/066066。

XII.使天然和合成结构图案化的方法

在某些实施方案中，公开主题描述了用于从天然结构、单分子或自组装结构产生表面和模具的方法和工艺，以及通过工艺所制备的产品。相应地，在某些实施方案中，公开主题描述了使天然结构、单分子和/或自组装结构图案化的方法。在某些实施方案中，所述方法进一步包括复制所述天然结构、单分子和/或自组装结构。在某些实施方案中，所述方法还包括复制所述天然结构、单分子和/或自组装结构的官能。

更具体而言，在某些实施方案中，所述方法还包括利用天然结构、单分子和/或自组装结构的印记(impression)或模具。在某些实施方案中，所述印记或模具取自低表面能的前体。在某些实施方案中，低表面能的聚合物前体包含全氟聚醚官能化封端的二丙烯酸酯。在某些实施方案中，所述天然结构、单分子和/或自组装结构选自以下组中：酶、病毒、抗体、胶束和组织表面。

在某些实施方案中，所述印记或模具被用来将所述天然结构、单分子和/或自组装结构的特征复制到隔离的目标或表面中。在某些实施方案中，非润湿压印光刻方法被用来将所述特征复制到模制部件或表面中。在某些实施方案中，通过该方法产生的模制部件或表面可以用于很多应用中，其包括但不限于：药物输送、医疗器械、涂料、催化剂、或所衍生自天然结构的仿制品。在某些实施方案中，所述天然结构包括生物组织。在某些实施方案中，所述生物组织包括源自身体器官如心脏的组织。在某些实施方案中，所述生物组织包括脉管和骨头。在某些实施方案中，所述生物组织包括腱或软骨。例如，在某些实施方案中，公开主题可被用来图案化表面，以用于腱或软骨修复。这种修复典型地需要使用源于尸体的胶原蛋白组织，并且必须机器加工以用于替换。这些替换的多数都失败了，因为人们不能够敷设需要用于替换的主图案。这里所描述的软光刻方法减轻了该问题。

在某些实施方案中，公开主题可以通过使用干细胞来使组织再生。本领域中已知的几乎所有干细胞方法需要用于所述细胞的分子图案以进行播种，然后生长，由此利用器官如肝、肾等的形状。在某些实施方案中，将分子支架浇注并用作催化剂，以播种移植治疗形式的器官。在某些实施方案中，所述干细胞和纳米基板被播种在垂死的组织如肝脏组织中，以促进生长和组织再生。在某些实施方案中，模具中待复制的材料包括与原始模制的材料相似或相同的材料。在某些实施方案中，模具中待复制的材料包括与原始模制的材料不同和/或具有不同性质的材料。这种途径在解决器官移植短缺中起重要作用。

在某些实施方案中，公开主题被用来获取酶、细菌和病毒之一的印记。在某些实施方案中，所述酶、细菌或病毒此时被复制进离散的目标中，或具有复制到其中的具体的酶、细菌或病毒记忆形状的表面上。在某些实施方案中，模具本身被复制到表面上，其中所述表面连接复制的模具作为酶、细菌或病毒颗粒的受体部位。在某些实施方案中，复制的模具用于催化剂、诊断传感器、治疗剂、疫苗等。在某些实施方案中，表面连接的复制模具被用来方便新治疗剂的发现。

在某些实施方案中，大分子如酶、细菌或病毒、模制的“仿制品”作用为非自我复制的实体，其与原始大分子、细菌或病毒具有相同的表面拓扑结构。在某些实施方案中，模制的仿制品被用来对它们的存在产生生物响应，例如过敏响应，由此产生抗体或激活受体。在某些实施方案中，模制的仿制品作用为疫苗。在某些实施方案中，模制仿制品的生物活性形状的功效通过表面改进技术而得到提高。

XIII.改进压印光刻模具的表面以赋于模制产品以表面特征的方法

在某些实施方案中，公开主题描述了改进压印光刻模具的表面的方法。在某些实施方案中，所述方法还包括为模制产品赋于表面特性。在某些实施方案中，所述模制产品包括隔离的模制产品。在某些实施方案中，隔离的模制产品使用非润湿压印光刻技术形成。在某些实施方案中，模制产品包括隐形眼镜、光学器件等。

更具体而言，耐溶剂、低表面能的聚合物材料，或更具体而言，PFPE模具通过表面改性步骤改进，其中所述表面改性步骤选自以下组中：等离子体处理、化学处理及分子吸附。在某些实施方案中，表面改性步骤期间吸附的分子选自以下组中：聚电解质、聚乙烯醇、烷基卤硅烷和配体。在某些实施方案，通过表面处理的模具得到的结构、颗粒或物体可以通过在模具中的表面处理来改性。在某些实施方案中，所述改进包括分子或与包含模制产物分子的部分的预取向。在某些实施方案中，所述分子或部分的预取向赋于模制产物以某些性能，其包括当所述模制产物被置于另一个环境中时的催化、可湿润、粘附、非粘性、相互作用、非相互作用。在某些实施方案中，这种性质被用来方便与生物组织之间的相互作用，或防止与生物组织之间的相互作用。公开主题的应用包括传感器、阵列、医学移植物、疾病检测和分离媒介。

XIV.向试剂选择性地暴露物品表面的方法

这里还公开了一种向试剂选择性暴露制件表面的方法。在某些实施方案中，所述方法包括：

(a)用遮蔽系统屏蔽所述制件表面的第一部分，其中所述遮蔽系统包括与所述物品表面共形接触的弹性体遮蔽物；和

(b)将遮蔽系统内待图案化的试剂涂覆在制件表面的第二部分，同时防止所述试剂涂覆由遮蔽系统所屏蔽的第一部分。

在某些实施方案中，所述弹性体遮蔽物包括多个通道。在某些实施方案中，所述通道每一个的横截面尺寸为小于约1毫米。在某些实施方案中，所述通道每一个的横截面尺寸为小于约1微米。在某些实施方案中，所述通道每一个的横截面尺寸为小于约100纳米。在某些实施方案中，所述通道每一个的横截面尺寸为小于约1纳米。在某些实施方案中，所述试剂溶胀弹性体遮蔽物小于25％。

在某些实施方案中，所述试剂包括有机电致发光材料或其前体。在某些实施方案中，所述方法还包括使有机电致发光材料在所述表面的第二部分从所述试剂形成，并且在有机电致发光材料与电路之间建立电连接。

在某些实施方案中，所述试剂包含液体，或在包含在液体中。在某些实施方案中，所述试剂包含化学气相沉积的产物。在某些实施方案中，所述试剂包含从气相沉积的产物。在某些实施方案中，所述试剂包含电子束沉积、蒸发或溅射的产物。在某些实施方案中，所述试剂包含电化学沉积的产物。在某些实施方案中，所述试剂包含无电沉积的产物。在某些实施方案中，所述试剂从液体前体施用。在某些实施方案中，所述试剂包含无机化合物的溶液或悬浮体。在某些实施方案中，所述无机化合物在所述制件表面的第二部分上硬化。

在某些实施方案中，所述液体前体包含处于流体载体中的颗粒的悬浮体。在某些实施方案中，所述方法还包括使流体载体消耗，由此使得在制件表面的第一区域沉积颗粒。在某些实施方案中，所述流体前体包含流体载体中的化学活性剂。在某些实施方案中，所述方法还包括使流体载体消耗掉，由此使化学活性剂在制件表面的第一区域沉积。

在某些实施方案中，所述化学活性剂包含聚合物前体。在某些实施方案中，所述方法还包括从聚合物前体形成聚合物制件。在某些实施方案中，所述化学活性剂包含可以促进材料沉积的试剂。在某些实施方案中，所述化学活性剂包含蚀刻剂。在某些实施方案中，所述方法还包括使制件表面的第二部分被蚀刻。在某些实施方案中，所述方法还包括从所述制件表面第一部分移除遮盖系统的弹性体遮蔽物，同时留下粘接到所述制件表面第二部分的试剂。

XV.形成工程膜的方法

公开主题还描述了一种用于形成工程膜的方法。在某些实施方案中，通过使第一液体材料如PFPE材料与图案化的基板接触，并通过例如暴露在紫外光下的固化来处理第一液体材料形成图案化的非润湿模板，形成图案化的非润湿模板。所述图案化的基板包括多个以特殊形状构造的凹陷或空腔，以使图案化的非润湿模板包含多个挤出特征。使图案化的非润湿模板与第二液体材料如可光固化树脂接触。然后将一个力施加到所述图案化的非润湿模板上，以置换过量的第二液体材料或“浮渣层”。随后通过例如暴露至紫外光的固化来处理第二液体材料，形成包含多个形状和尺寸特殊孔的相互连接的结构。然后从非润湿模板移除相互连接的结构。在某些实施方案中，所述相互连接的结构被用作用于膜分离。

XVI.检测过程的方法及方法产品

检测这里所描述的物体/结构/颗粒的形状的精确性、布置和功用是重要的。这种检测可以允许采取纠错行为，或可以除掉或减轻缺陷。可用于这种检测途径的范围和监测器件包括：气压表，使用气体压力和流动来测量或分类尺寸属性；平衡机器和系统，其动态地测量和/或纠正机器或元件的平衡；生物显微镜，其典型地被用于研究生物体及它们的生命过程；膛(bore)及ID仪，其被设计用于内径尺寸测量或评价；内孔表面检查仪，它是具有硬质或软质光学导管的检测工具，以对孔、膛、空腔等进行检测；卡尺，其通常利用精确滑动来进行内部、外部、深度或步进测量，并且部分测量被用来比较或转换尺寸；CMM探针，它是使用各种探针结构在测量系统内、将物理测量结果转变为电信号的转换器；颜色和外观仪器，例如其通常被用来测量包括颜色、光泽、雾度和透明性的油漆和涂料的性质；颜色传感器，其通过对比度、真实颜色或半透明指数来登记条目，并且是基于一种颜色模式，最常见是RGB模式(红、绿、兰)；坐标测量器，它是设计为移动测量探针以确定工件表面上点的坐标的机器系统；深度表，其被用来测量孔、空腔或其它组分特征的深度；数字/视频显微镜，其使用数字技术来显示放大的图像；数字读出器，它是用于机器工具上的检测表和线性尺度或旋转解码器的位置和尺寸读数的专门的显示器；尺寸表和仪，其提供产品的或组分的尺寸定量测量结果，并形成属性，例如壁厚、深度、高度、长度、I.D.、O.D.、锥度或膛；尺寸和轮廓扫描器，其收集物体的两维或三维信息，并可以在多种构造和技术中得到；电子显微镜，其利用聚焦的电子束代替光来对试样“成像”，并获得与其结构和组成相对应的信息；纤维镜，它是具有柔性光管的检测工具，以用于孔、膛和空腔的内部检测；固定表(fixed gage)，其设计为获取基于对比表的具体属性，并且包括Angle Gage、Ball Gage、Center Gage、Drill Size Gage、Feeler Gage、Fillet Gage、Gear ToothGage、Gage或Shim Stock、Pipe Gage、Radius Gage、Screw或ThreadPitch Gage、Taper Gage、Tube Gage、美国标准表(片/板)、Weld Gage和Wire Gage；专业/形式表，其被用来检测参数，例如圆度、角度、垂直度、平直度、平面度、偏转度、锥度、同心度；表组，其被制造为精确表制造者的公差级别，以用于校准、检测和调整固定表和对比表；高度计，其被用来测量元件或产品特征的高度；指示器和比较仪，其在精确锭子或探针的线性移动被放大时进行测量；检查及表附件，例如布置图(layout)或记号工具(toll)，包括用于空间测量的手动工具、补给和附件、配线或其它机器商店应用，例如划线器(scribe)、转移冲床、圆规以及布置流体；干涉仪，其被用来测量波长距离，并且确定特殊光源的波长；激光测微尺，其使用激光技术测量极小的距离；水平，它是机械的或电子的工具，用于测量表面相对于地球表面的倾斜度；机器对准设备，其被用来对准旋转或移动的部件及机器部件；放大器，它是通过透镜系统放大产品或部件细节的检查仪器；主表和设定表，其提供用于标定其它表的空间标准；测量显微镜，它是由工具制造者所使用，用于测量工具的性质，并且经常被以更低的放大倍率而用于空间测量，以得到结合有宽广视野场的更明亮、更锐利的图像；冶金显微镜，其被用于冶金检查；测微计，它是用于精确空间计量的仪器，由安装在C型钢框架中的地面锭子和测砧构成。也可以用非接触激光测微计；显微镜(所有类型的)，它是可以产生小物体的放大图像的仪器；光学/光显微镜，其利用电磁光谱的可见或近可见光部分；光学比较仪，它是投射放大的图像或部分轮廓到银幕上，以比较标准重叠的轮廓或刻度的仪器；圆柱塞规/销规，其被用于对孔和插槽尺度或位置相对于特定公差的“开/关”；量角器和角度计，其测量部件或组件的两个表面之间的角度；环规，其被用来评价相对于插脚、轴或双头螺栓的特定尺度公差的“开/关”；扁平的有刻度的尺子和刻度尺，其被用于长度测量，对于OEM的应用，通常使用数字或电子的线性刻度尺；外径规，其被用在必须精确和准确地重复直径或厚度测量的生产设置中；专业显微镜，其被用于特定的应用中，包括冶金、对宝石的研究，或使用特定的技术如声学或微波来实现其功能；直角尺，其被用于指示部件或组件的两个表面是否垂直；触针、探针和悬臂，其是用于与轮廓曲线仪、SPM、CMM、表和空间扫描仪相连的表面的细长棒状的杆(stem)，及接触顶端或点；表面轮廓曲线计，其通过横穿样品的扫描机械触针或通过非接触方法，测量表面轮廓、粗糙度、波纹度及其它抛光参数；螺纹规，其是用于测量螺纹尺寸、螺距或其它参数的尺度仪器；以及视频示波器，其是从孔、膛或空腔内部获取图像的检查工具。

实施例

所包括的实施例为本领域普通技术人员提供了实践公开主题的代表性实施方案的指导。就公开内容和本领域技术人员的一般水平，以下实施例旨在仅作为示范，在不背离公开主题的范围下，可以进行多种变化、改进和变动。

实施例1

可光固化全氟聚醚的合成和固化的代表性步骤

在某些实施方案中，本发明所公开主题的PFPE材料的合成和固化是通过使用Rolland，J.P.等，J.Am.Chem.Soc.，2004，126，2322-2323所描述的法来进行的。简单地说，该方法包括将商购的PFPE二醇(M_n＝3800g/mol)用甲基丙烯酸异氰酸基乙酯的甲基丙烯酸官能化。所述材料的随后的光固化是通过与1wt％的2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯混合，和暴露在UV辐照(λ＝365nm)下来进行的。

更具体而言，在全氟聚醚二甲基丙烯酸酯(PFPE DMA)的典型制备中，四氟环氧乙烷-二氟亚甲基氧化物共聚物α，ω3-二醇(ZDOL，平均M_n ca.3,800g/mol，95％，Aldrich化学公司，美国威斯康星州密尔沃基)(5.7227g，1.5mmol)被加入干燥的50mL园底烧瓶中，并用氩气吹扫15分钟。然后通过注射器将甲基丙烯酸2-异氰酸基乙酯(EIM，99％，Aldrich)(0.43mL，3.0mmol)与1，1，2-三氯三氟乙烷(Freon 113 99％，Aldrich)(2mL)及二醋酸二丁基锡(DBTDA，99％，Aldrich)(50μL)加入。将溶液浸入油浴中，并在50℃下搅拌24小时。然后使溶液通过色谱柱(氧化铝，Freon 113，2x5cm)。溶剂蒸发产生清澈、无色、粘稠的油状物，进一步通过0.22-μm的聚醚砜过滤器而纯化该油状物。

在代表性的PFPE DMA固化步骤中，1wt％的2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(DMPA，99％Aldrich)、(0.05g，2.0mmol)与2mL Freon 113加入到PFPE DMA(5g，1.2mmol)中，直到形成了清澈的溶液。除去溶剂后，将混浊的粘稠油状物通过0.22-μm的聚醚砜过滤器，以除去没有分散到PFPE DMA中的任何DMPA。然后用UV源(美国康涅狄格州丹伯里的Electro-Lite公司，UV固化室模型号81432-ELC-500，λ＝365nm)辐照滤过的PFPE DMA，同时氮气吹扫10分钟。结果得到了清澈微黄的橡胶状材料。

实施例2

PFPE DMA器件的代表性制备

在某些实施方案中，一种PFPE DMA器件如印花是根据Rolland，J. P.等，J.Am.Chem.Soc.，2004，126，2322-2323所描述的法来制造的。简单地说，将含光敏引发剂如DMPA的PFPE DMA旋涂(800rpm)在含有所需的光致抗蚀剂图案的硅晶片上至厚度为20μm。然后将该涂覆的晶片置于UV固化室中并辐照6秒钟。分别地，通过倾倒含有光敏引发剂的PFPE DMA至环绕含有所需光致抗蚀剂图案的硅晶片的模具中，以制备所述材料的厚层(约5mm)。将该硅晶片用紫外光辐照1分钟。接下来取下厚层。然后，将所述厚层置于所述薄层的顶部上面，以便两个层中的图案精确排列，随后将整个器件辐照10分钟。辐照结束后立即将整个器件从硅晶片剥离，两个层粘接在一起。

实施例3  使用非润湿压印光刻制备隔离的颗粒

3.1  200nm梯形PEG颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸：30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图14)。

3.2  500nm的锥形PEG颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用500nm锥形形状图案化的硅基板上来产生的(见图12)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸：30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图15)。

3.3  3μm箭头形状的PEG颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用3μm箭头形状图案化的硅基板上来产生的(见图11)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸：30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图16)。

3.4  200nm×750nm×250nm矩形PEG颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm×750nm×250nm的矩形形状图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图17)。

3.5  200nm梯形三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图18)。

3.6  500nm锥形三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用500nm锥形形状图案化的硅基板上来产生的(见图12)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图19)。另外，图20显示了500nm隔离的锥形TMPTA颗粒的扫描电子显微照片，该颗粒是使用所描述的非润湿压印光刻方法的实施方案印制，并使用刮刀机械收集的。按此方法收集颗粒的能力提供了不存在“浮渣层”的结论性证据。

3.7  3μm箭头形状的TMPTA颗粒的制造

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用3μm箭头形状图案化的硅基板上来产生的(见图11)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒。

3.8  200nm梯形聚(乳酸)(PLA)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独将1克(3S)-顺-3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮(LA)加热到高于其熔化温度(92℃)，至110℃，大约20μL辛酸亚锡催化剂/引发剂被加入到液体单体中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL熔化含催化剂的LA置于预热至110℃的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的单体。其后将整个装置置于110℃的炉中15小时。在冷却至室温、PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图21)。另外，图22显示了200nm隔离的梯形聚乳酸(PLA)颗粒的扫描电子显微照片，该颗粒是使用所描述的非润湿压印光刻方法的实施方案印制，并使用刮刀机械收集的。按此方法收集颗粒的能力提供了不存在“浮渣层”的结论性证据。

3.9  3μm箭头形状(PLA)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用3μm箭头形状图案化的硅基板上来产生的(见图11)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独将1克(3S)-顺-3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮(LA)加热到高于其熔化温度(92℃)，至110℃，约20μL辛酸亚锡催化剂/引发剂被加入到液体单体中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL熔化的含催化剂的LA置于预热至110℃的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的单体。其后将整个装置置于110℃的炉中15小时。在冷却至室温、PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图23)。

3.10  500nm锥形形状的(PLA)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用500nm锥形形状图案化的硅基板上来产生的(见图12)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独将1克(3S)-顺-3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮(LA)加热到高于其熔化温度(92℃)，至110℃，约20μL辛酸亚锡催化剂/引发剂被加入到液体单体中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL熔化的含催化剂的LA置于预热至110℃的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的单体。其后将整个装置置于110℃的炉中15小时。在冷却至室温、PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图24)。

3.11  200nm梯形聚(吡咯)(Ppy)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。单独将50μL四氢呋喃∶吡咯为1∶1体积∶体积的溶液加入50μL 70％的高氯酸(水溶液)中。清澈、均匀、褐色的溶液迅速地形成，并在15分钟内发展成为黑色的固体的聚吡咯。将1滴这种清澈、褐色的溶液(先于完成聚合之前)置于处理过的硅晶片上，并放入冲压装置中，施加压力以移除掉剩余的溶液。然后将所述装置置于真空烘箱中15小时以除去THF和水。在撤除真空及PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图25)。

3.12  3μm箭头形状的(Ppy)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用3μm箭头形状图案化的硅基板上来产生的(见图11)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。单独将50μL四氢呋喃∶吡咯为1∶1体积∶体积的溶液加入50μL 70％的高氯酸(水溶液)中。清澈、均匀、褐色的溶液迅速地形成，并在15分钟内发展成为黑色的固体的聚吡咯。将这种清澈、褐色的溶液滴(先于完成聚合之前)置于处理过的硅晶片上，并放入冲压装置中，施加压力以移除掉剩余的溶液。然后将所述装置置于真空烘箱中15小时，以除去THF和水。在撤除真空及PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图26)。

3.13  500nm锥形(Ppy)颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用500nm锥形形状图案化的硅基板上来产生的(见图12)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。单独将50μL四氢呋喃∶吡咯为1∶1体积∶体积的溶液加入50μL70％的高氯酸(水溶液)中。清澈、均匀、褐色的溶液迅速地形成，并在15分钟内发展成为黑色的固体的聚吡咯。将这种清澈、褐色的溶液滴(先于完成聚合之前)置于处理过的硅晶片上，并放入冲压装置中，施加压力以移除掉剩余的溶液。然后将所述装置置于真空烘箱中15小时以除去THF和水。在撤除真空及PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图27)。

3.14  200nm梯形PEG颗粒内荧光标记的DNA的封装(Encapsulation)

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将聚乙二醇(PEG)二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。20μL的水和20μL的PEG二丙烯酸酯单体被加入到8毫微摩尔的已被荧光染料CY-3所标记的24bp DNA低聚核苷酸中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用共聚焦荧光显微镜观察到了颗粒(见图28)。还有，图28A显示了200nm梯形PEG纳米颗粒的荧光共聚焦显微照片，该纳米颗粒含有用CY-3标记的24单元的DNA链。图28B是含有荧光标记的DNA的PEG二丙烯酸酯的200nm隔离梯形颗粒的光学显微照片。图28C是提供的图28A和28B照片的重叠，其显示了每个颗粒含有DNA。

3.15  在500nm锥形PEG颗粒内对磁铁矿纳米颗粒的封装

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用500nm锥形形状图案化的硅基板上来产生的(见图12)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积、对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢的水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。通过氯化铁(40mL 1M的水溶液)与加入到氨水(500mL 0.7M的水溶液)中的氯化亚铁(10mL 2M的盐酸水溶液)的反应，单独合成柠檬酸盐封端的磁铁矿纳米颗粒。通过离心法收集到所得沉淀物，然后在2M的高氯酸中搅拌。通过离心作用收集最终的固体。将0.290g此高氯酸盐稳定的纳米颗粒悬浮在50mL水中，在搅拌下加热至90℃。接下来加入0.106g柠檬酸钠。在90℃下搅拌溶液30分钟，得到柠檬酸稳定过的氧化铁纳米颗粒的水溶液。在微试管中将50μL的该溶液加λ50μL的PEG二丙烯酸酯溶液。将该微试管涡旋10秒钟。接下来，将50μL的该PEG二丙烯酸酯/颗粒溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯/颗粒溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用光学显微镜观察到了含有纳米颗粒的PEG二丙烯酸酯的颗粒。

3.16  使用双“冲压”在玻璃表面上的隔离颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将聚乙二醇(PEG)二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。根据用于产生图案化PFPE-DMA模具所描述的步骤，将PFPE-DMA薄膜光固化到载玻片上来产生平坦非润湿的表面。将5μL的PEG二丙烯酸酯/光敏引发剂溶液压制在PFPE-DMA模具和平坦的PFPE-DMA表面之间，施加压力挤压出剩余PEG二丙烯酸酯单体。然后将PFPE-DMA模具从平坦的PFPE-DMA表面移开，压在干净的显微镜载玻片上，并在氮气吹扫下用紫外(λ＝365nm)照射10分钟来固化。在冷却至室温、PFPE模具和处理过的显微镜载玻片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒(见图29)。

实施例3.17.  PEG二丙烯酸酯纳米颗粒中病毒的封装

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。将荧光标注的或未标注的腺病毒或与腺病毒有关的病毒(Adeno-Associated Virus)的悬浮体加入该PEG二丙烯酸酯单体溶液中，并彻底混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯/病毒溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的PEG二丙烯酸酯溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜或在荧光标注的情况下，使用共聚焦荧光显微镜观察到了含病毒的颗粒。

实施例3.18.  PEG二丙烯酸酯纳米颗粒中的蛋白质的封装

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地，将聚乙二醇(PEG)二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。将荧光标注的或未标注的蛋白质溶液加入该PEG二丙烯酸酯的单体溶液中，并彻底混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯/病毒溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的PEG二丙烯酸酯溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜或在荧光标注蛋白质的情况下，使用共聚焦荧光显微镜观察到了含蛋白质的颗粒。

实施例3.19.  200nm二氧化钛颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独将1g Pluronic P123溶于12g的无水乙醇中。将该溶液加入2.7mL浓盐酸和3.88mL乙醇钛(IV)的溶液中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒。

实施例3.20.  200nm二氧化硅颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。在35℃下单独将2g Pluronic P123溶解在30g水中，并在搅拌下加入120g 2M的HCl。向此溶液中加入8.50g的TEOS，同时在35℃下搅拌20小时。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒。

实施例3.21.  200nm铕掺杂的二氧化钛颗粒的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独地将1g Pluronic P123和0.51g EuCl₃●6H₂O溶于12g无水乙醇中。将该溶液加入2.7mL的浓盐酸和3.88mL乙醇钛(IV)的溶液中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出过量的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了颗粒。

实施例3.22.  200nm PEG颗粒内CdSe纳米颗粒的封装

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用200nm梯形形状图案化的硅基板上来产生的(见图13)。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸：30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。单独地将0.5g柠檬酸钠和2mL 0.04M高氯酸镉溶于45mL水中，并用0.1M的NaOH将溶液的pH调节至9。溶液用氮气鼓泡15分钟。将2mL 1M的N，N-二甲基硒脲加入溶液中，并在微波炉中加热60秒钟。将50μL的该溶液加入微试管中的PEG二丙烯酸酯中。将该微试管涡旋10秒钟。将50μL的该PEG二丙烯酸酯/CdSe颗粒溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用TEM或荧光显微镜观察到了具有封装的CdSe纳米颗粒的PEG二丙烯酸酯的颗粒。

实施例3.23.  使用非润湿压印光刻的腺病毒的合成复制

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散腺病毒颗粒在硅晶片上产生的。通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域，该母模可以被用来模制图案化的模具。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从母模上取下来。分别将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)观察到了合成病毒复制品。

实施例3.24.  使用非润湿压印光刻的蚯蚓血红蛋白蛋白质合成复制

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散蚯蚓血红蛋白蛋白质在硅晶片上产生的。通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域，该母模可以被用来模制图案化的模具。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从所述母模上取下来。分别将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸：30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)观察到了合成蛋白质复制品。

实施例3.25.  100nm纳米颗粒治疗物的组合工程

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用100nm立方形状图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。其它的治疗剂(即小分子药物、蛋白质、多糖、DNA等)、组织导向剂(细胞渗透肽及配体、激素、抗体等)、治疗释放/转染剂(其它控制释放的单体制剂、阳离子脂质等)及混溶性增强剂(助溶剂、带电荷的单体等)以组合的方法加入到聚合物前体溶液中。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL组合产生的颗粒前体溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的溶液。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将PFPE-DMA模具与处理过的晶片分开，收集颗粒，得到各组合产生的纳米颗粒的治疗效果。通过用不同的颗粒制剂重复该方法，可以方便地筛选治疗剂、组织导向剂、释放剂及其它重要的化合物的多种组合，以确定对所需治疗应用的最佳组合。

实施例3.26  形状特殊的PEG膜的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用5μm深、3μm圆柱孔形图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过用三氯(1H，1H，2H，2H-全氟辛基)硅烷在干燥器中经气相沉积，对由“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行20分钟处理，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的PEG二丙烯酸酯置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了相互连接的膜。通过浸泡在水中并使其从表面脱离，将所述膜与表面脱开。

实施例4  用于半导体应用的特征的模制

4.1  在TMPTA中由70nm分开的140nm直线的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过对由“piranha”溶液(1∶1的浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行处理，和用粘接促进剂(三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯)处理所述晶片，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以确保共形接触。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用原子力显微镜(AFM)观察到了特征(见图30)。

实施例4.1.  聚苯乙烯溶液的模制

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独将聚苯乙烯溶解在1-99wt％的甲苯中。通过对由“piranha”溶液(1∶1的浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁后的硅晶片进行处理，和用粘接促进剂(三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯)处理所述晶片，产生平坦、均匀、非润湿的表面。接下来，将50μL的聚苯乙烯溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以确保共形接触。其后将整个装置置于真空中一段时间以除掉溶剂。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察到了特征。

实施例4.2.  在微电子相容的表面上用“双冲压”的隔离特征的模制

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。根据用于产生图案化PFPE-DMA模具所描述的步骤，通过将PFPE-DMA薄膜光固化到载玻片上来产生平坦非润湿的表面。将50μL的PEG二丙烯酸酯/光敏引发剂溶液压制在PFPE-DMA模具和平坦的TMPTA表面之间，施加压力以挤出剩余的TMPTA单体。然后将PFPE-DMA模具从平坦的PFPE-DMA表面移开，并压在干净平坦的硅/氧化硅晶片上，并在氮气吹扫下用紫外(λ＝365nm)照射10分钟来光固化。在PFPE模具和硅/氧化硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了隔离的聚TMPTA特征。

实施例4.3.  用于微电子的200nm二氧化钛结构的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。单独地将1g的Pluronic P123溶于12g无水乙醇中。将该溶液加入2.7mL的浓盐酸和3.88mL乙醇钛(IV)的溶液中。通过用“piranha”溶液(1∶1的浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)处理硅/氧化硅晶片及干燥而产生了平坦、均匀的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了氧化物结构。

实施例4.4.  用于微电子的200nm二氧化硅结构的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。在35℃下分别地将2g Pluronic P123溶解在30g水中，并在搅拌的同时加入120g 2M的HCl。向此溶液中加入8.50g的TEOS，同时在35℃下搅拌20小时。通过用“piranha”溶液(1∶1的浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)处理硅/氧化硅晶片及干燥，产生了平坦均匀的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了氧化物结构。

实施例4.5.  用于微电子的200nm铕掺杂的二氧化钛结构的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别地将1g Pluronic P123和0.51g EuCl₃●6H₂O溶于12g无水乙醇中。将该溶液加入2.7mL的浓盐酸和3.88mL乙醇钛(IV)的溶液中。通过用“piranha”溶液(1∶1的浓硫酸：30％过氧化氢水溶液)处理硅/氧化硅晶片及干燥，产生了平坦均匀的表面。接下来，将50μL的溶胶-凝胶溶液置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤压出剩余的溶胶-凝胶前体。然后将整个装置放置于一边，直到所述溶胶-凝胶前体固化。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察到了氧化物结构。

实施例4.6.  用于微电子的隔离的“无浮渣”特征的制备

图案化的全氟聚醚(PFPE)模具是通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)至用70nm分开的140nm直线图案化的硅基板上来产生的。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。分别将TMPTA与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。通过处理用“piranha”溶液(1∶1浓硫酸∶30％过氧化氢水溶液)清洁的硅/氧化硅晶片，及用粘接促进剂(三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯)和非润湿硅烷试剂(1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲氧基硅烷)的混合物处理所述晶片，得到了可以粘接抗蚀剂材料的平坦均匀的非润湿表面。所述混合物可以含有100％粘接促进剂至100％非润湿硅烷。接下来，将50μL的TMPTA置于处理过的硅晶片上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，施加小压力以确保共形接触，挤出剩余的TMPTA。随后在氮气吹扫下照射整个装置紫外光(λ＝365nm)10分钟。在PFPE模具和处理过的硅晶片分开之后，使用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察到了特征。

实施例5  天然及工程模板的模制

5.1.  使用电子束光刻产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯 (PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是使用电子束光刻、通过用500nm的热氧化物旋涂双层抗蚀剂的200,000MW的PMMA和900,000MW的PMMA至硅晶片上，并暴露该抗蚀剂层至预定程序化图案中转化的电子束而产生的。该抗蚀剂在3∶1的异丙醇∶甲基异丁基酮溶液中展开，以除掉所述抗蚀剂的暴露区域。通过蒸发5nm的Cr和15nm的Au至抗蚀剂覆盖的表面，及在回流的丙酮中卸下(lifting off)剩余的PMMA/Cr/Au膜，相应的金属图案在氧化硅表面上形成。通过用CF₄/O₂等离子体的活性离子蚀刻及在王水中除掉Cr/Au薄膜，该图案被转移到下面的氧化硅表面(图31)。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化表面上来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从母模上取下来。该模具可用来按照颗粒制备实施例3.3和3.4中所描述的非润湿压印光刻来制备颗粒。

5.2  从使用照相平版印刷术产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙烯酸 酯(PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是使用照相平版印刷术、通过旋涂SU-8光致抗蚀剂的薄膜至硅晶片上而产生的。该抗蚀剂在95℃的扁平烤盘上陪烧，并通过预先图案化的光掩膜而暴露。晶片在95℃下再次陪烧，并使用商业的展开剂(developer)容液而展开，以除掉未暴露的SU-8抗蚀剂。所得图案化表面在175℃完全固化。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来，并可以通过光学显微镜的图像化，以显露出图案化的PFPE-DMA模具(见图32)。

5.3  从分散的烟草斑纹病毒颗粒产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙 烯酸酯(PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散烟草斑纹病毒(TMV)颗粒至硅晶片上而产生的(图33a)。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以用原子力显微镜来证实(图33b)。

5.4.  从嵌段共聚物胶束产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯 (PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散聚苯乙烯-聚异戊二烯嵌段共聚物胶束在新裂开的云母表面上产生的。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以用原子力显微镜来证实(图34)。

5.5  从刷状聚合物产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE- DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散聚丙烯酸丁酯刷状聚合物在新裂开的云母表面上而产生的。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以使用原子力显微镜来证实(图35)。

实施例5.6.  从蚯蚓血红蛋白蛋白质产生的模板的全氟聚醚-二甲基 丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散蚯蚓血红蛋白蛋白质在新裂开的云母表面上而产生的。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以用原子力显微镜来证实。

实施例5.7.  从图案化的DNA纳米结构产生的模板的全氟聚醚-二甲 基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散DNA纳米结构在新裂开的云母表面上而产生的。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以用原子力显微镜来证实。

实施例5.8.  从碳纳米管产生的模板的全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯 (PFPE-DMA)模具的制备

用于全氟聚醚-二甲基丙烯酸酯(PFPE-DMA)模具制备的模板或“母模”是通过分散或生长碳纳米管在氧化硅晶片上而产生的。该母模可以被用来通过倾倒含1-羟基环己基苯基酮的PFPE-DMA至所述母模的图案化区域来使图案化的模具形成模板。聚(二甲基硅氧烷)模具被用来限定液体PFPE-DMA至所需的区域。然后在氮气吹扫下对所述装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。其后将完全固化的PFPE-DMA模具从硅母模上取下来。所述模具的形态此时可以用原子力显微镜来证实。

实施例6  制备具有多种形状和尺寸的单分散纳米结构的方法

在某些实施方案中，公开主题描述了一种新颖的“顶部向下”的软光刻技术；非润湿压印光刻(NoWIL)，它利用固化的PFPE系材料的内在的低表面能及耐溶胀性，能够产生完全隔离的纳米结构。

公开主题提供了一种新颖的“顶部向下”软光刻技术；非润湿压印光刻(NoWIL)，其利用固化的PFPE系材料的内在的低表面能及耐溶胀性，能够产生完全隔离的纳米结构。不用受限于任何一种具体的理论，NoWIL的主要方面是既是弹性体的模具，同时在单体或树脂滴下面的表面对所述液滴是非润湿性的。如果液滴润湿了该表面，那么薄的浮渣层将会不可避免地存在，即使在模具上施加了高的压力。当所述弹性体模具及表面是非润湿的(即PFPE模具和氟化表面)，那么所述液体就仅被限定于所述模具的特征，浮渣层就被消除成为轻微压力下弹性体模具及表面之间的密封形式。由此，公开主题首次提供了一种简单、通用的软光刻方法，来制备几乎任何材料、大小和形状的纳米颗粒，其仅受用来产生所述模具的原始母模的限制。

使用NoWIL，从各种工程硅母模产生了由3种不同聚合物构成的纳米颗粒。代表性的图案包括但不限于3μm的箭头(见图11)、基底为500nm、顶端的汇聚点＜50nm的锥形(见图12)、以及200nm的梯形结构(见图13)。证明所有颗粒确实为“无浮渣”的确定性证据是通过简单地推动刮刀横跨所述表面来机械回收这些颗粒的能力来证实的。见图20和22。

聚乙二醇(PEG)是药物运输应用中有趣的一种材料，因为其方便地可获得、无毒性且生物相容。使用通过反相微乳液产生的PEG纳米颗粒作为基因输送载体以前已有报道。K.McAllister等.，Journal of theAmerican Chemical Society 124，15198-15207(Dec 25，2002)。在公开主题中，NoWIL使用商购的PEG二丙烯酸酯进行，并将其与1wt％的光敏引发剂、1-羟基环己基苯基酮混合。PFPE模具使用如前所描述的二甲基丙烯酸官能化的PFPE低聚物(PFPE DMA)从各种图案化的硅基板产生。参见J.P.Rolland，E.C.Hagberg，G.M.Denison，K.R.Carter，J.M.DeSimone，Angewandte Chemie-International Edition 43，5796-5799(2004)。通过使用由氟代烷基三氯硅烷处理过的硅晶片，或通过在玻璃基板上用刮刀将液滴PFPE-DMA横刮过并进行光固化而产生了平坦均匀的非润湿表面。然后将小液滴的PEG二丙烯酸酯置于所述非润湿表面上，并将图案化的PFPE模具置于其顶部。然后将基板置于模制装置中，并施加小的压力以挤出剩余的PEG二丙烯酸酯。随后在氮气吹扫下对整个装置进行紫外光(λ＝365nm)照射10分钟。在PFPE模具和平坦、非润湿基板分开之后，使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)观察到了颗粒。

聚乳酸(PLA)及其衍生物，如丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)对于药物输送及医疗器械团体具有强大的冲击力，因为它是可生物降解的。参见K.E.Uhrich、S.M.Cannizzaro、R.S.Langer、K.M.Shakesheff，Chemical Reviews 99，3181-3198(1999年11月)；A.C.Albertsson、I.K.Varma，Biomacromolecules 4，1466-1486(2003年11-12月)。对于基于PEG的系统，通过各种分散技术来制备PLGA颗粒已取得了进步，所述技术导致了尺寸分布并严格限制于球形形状。参见C.Cui、S.P.Schwendeman，Langmuir 34，8426(2001)。

公开主题显示说明使用NoWIL时产生了不连续的PLA颗粒，其对于形状和尺寸分布有总的控制。例如，在一个实施方案中，1g(3S)-顺-3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮被加热至高于其熔融温度至110℃，～20μL辛酸亚锡催化剂/引发剂被加入液体单体中。然后将PLA单体溶液滴放置于包含非润湿平坦基板和模具的预热的模制装置中。如先前所述施加小的压力，以挤出剩余的PLA单体。将所述装置在110℃下加热15小时，直到聚合完成。然后将PFPE-DMA模具与平坦的非润湿基板分开，显露出PLA颗粒。

为了进一步说明了NoWIL的多样性，产生了由导电聚合物聚吡咯(PPy)构成的颗粒。Ppy颗粒使用分散体方法形成，参见M.R.Simmons、P.A.Chaloner、S.P.Armes，Langmuir 11，4222(1995)，以及采用“失去蜡”技术形成，参见P.Jiang、J.F.Bertone、V.L.Colvin，Science 291，453(2001)。

公开主题第一次证明了对Ppy颗粒形状和尺寸分布的完全控制。已知当与氧化剂如高氯酸接触时，吡咯瞬间聚合。Dravid等已表明，可以通过向吡咯加入四氢呋喃(THF)而延缓该聚合。参见M.Su、M.Aslam、L.Fu、N.Q.Wu、V.P.Dravid，Applied Physics Letters 84，4200-4202(2004年5月24)。

公开主题利用了在通过NoWIL形成PPy颗粒中的该性质。例如，将50μL 1∶1体积/体积的THF∶吡咯溶液加入50μL 70％的高氯酸中。将该清澈棕色溶液的液滴(在完成聚合之前)加入模制装置中，施加压力以移除剩余的溶液。然后将所述装置置于真空烘箱中一整夜，以除掉THF和水。使用以上所述的相同母模，制得了具有良好的准确度的Ppy颗粒。

重要的是，PLA、PEG和PPy的材料性质和聚合机理完全不同。例如，PLA是高模量、半结晶的聚合物，其是在高温下使用金属催化的开环聚合所形成的，PEG是具有延展性的蜡状固体，其是自由基光固化的，PPy是导电聚合物，其是使用气味令人生厌的氧化剂聚合得到的。NoWIL可以用于从这些多样化的、需要非常不同的反应条件的聚合物材料制备颗粒的事实强调了其通用性和重要性。

除了其精确控制颗粒的尺寸和形状的能力外，NoWIL提供了将试剂轻易封装进纳米颗粒的巨大机会。如实施例3-14中所描述的，NoWIL可以用来封装24单元的DNA链，该DNA链在原先描述的200nm梯形PEG颗粒中用CY-3荧光标记。这是通过如所描述的简单添加DNA至单体/水的溶液中并模制它们而实现的。通过使用荧光显微镜观察颗粒，我们可以证实所述的封装(见图28)。公开描述的途径提供了明显优于其它封装方法的优点，原因在于不需要表面活性剂、缩合剂等。此外，含DNA的200nm的单分散的颗粒代表了向人造病毒的突破。因此，生物重要试剂的宿主，例如基因片断、药品、低聚核苷酸及病毒可以通过所述方法进行封装。

所述方法也可以用于非生物方面的试剂，例如金属纳米颗粒、晶体或催化剂。而且，通过加入其它共聚单体，该系统的简单性使得能够直接调整颗粒的性质，例如交联密度、电荷及组成，并且能够根据具体应用定制组合产生的颗粒配制物。

因此，就制备隔离的、不连续的几乎任何尺寸和形状的纳米结构而言，NoWIL是高度多样化的方法。这里所呈现的形状是工程的非任意的形状。NoWIL可以容易地用于模制和复制在自然中所发现的非工程形状，例如病毒、晶体、蛋白质等。而且，所述技术可以从多种含有几乎任何物品的有机和无机材料产生颗粒。所述方法简单精致，它不涉及复杂的表面活性剂或反应条件来产生纳米颗粒。最后，通过使用已有的软光刻滚筒(roller)技术或丝网印刷方法，所述方法可以放大至工业规模，参见Y.N.Xia、D.Qin、G.M.Whitesides，AdvancedMaterials 8，1015-1017(1996年12月)。

实施例7

官能化全氟聚醚的合成

实施例7.1  待用作官能化PFPE的

二醇(美国特拉华州威尔 明顿的DuPont)的合成

实施例7.2.  待用作官能化PFPE的

二醇(美国特拉华州威尔 明顿的DuPont)的合成

实施例7.3.  待用作官能化PFPE的

二醇(美国特拉华州威尔 明顿的DuPont)的合成

实施例7.4.  待用作官能化PFPE的

二醇(美国特拉华州威尔 明顿的DuPont)的合成

实施例7.5.  多臂PFPE前体的合成

其中X包括但不限于异氰酸酯、酰基氯、环氧、卤素；R包括但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、环氧及胺；环表示任何多官能的分子，例如环状化合物。PFPE可以是这里所描述的任何全氟聚醚材料，其包括以下的骨架结构：

实施例7.6  超支化的PFPE前体的合成

其中，PFPE可以是这里所描述的任何全氟聚醚材料，其包括但不限于包含以下骨架结构的全氟聚醚材料：

可以理解，在不背离公开主题范围的情况下，公开主题的各种细节可以变化。而且，前述的说明书仅仅是为了举例说明的目的，其不是作为对本发明的限制。

序列表

<110>约瑟夫·M.·德西蒙

    贾森·P.·罗兰

    安斯利·E.·埃克斯纳

    爱德华·T.·萨穆尔斯基

    R.·祖德·萨穆尔斯基

    本杰明·W.·梅诺

    拉肯·E.·欧利斯

    金格尔·M.·丹尼森

<120>使用软或压印光刻法制备隔离的微米-和纳米-结构的方法

<130>421/90/PCT

<160>1

<170>PatentIn version 3.3

<210>1

<211>6

<212>PRT

<213>Homo sapiens

<400>1

Gly Arg Gly Asp Ser Pro

1               5

Claims (135)

1.一种用于形成一个或多个颗粒的方法，该方法包括：

(a)提供图案化的模板和基板，其中所述图案化的模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)通过以下步骤之一形成一个或多个颗粒：

(i)使图案化模板表面与所述基板接触，并处理所述液体材料；和

(ii)处理所述液体材料。

2.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板包含耐溶剂的、氟化的聚合物材料。

3.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板包含耐溶剂的弹性体材料。

4.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

5.权利要求4的方法，其中所述全氟聚醚材料包含选自以下组中的骨架结构：

其中X是存在或不存在的，当X存在时，其包括封端基团。

6.权利要求4的方法，其中所述氟代烯烃材料选自以下组中：

其中CSM包括固化部位的单体。

7.权利要求4的方法，其中所述氟代烯烃材料由以下单体制得，所述单体包括四氟乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、2，2-双(三氟甲基)-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊烯、官能化的氟代烯烃、官能化的丙烯酸单体及官能化的甲基丙烯酸单体。

8.权利要求4的方法，其中所述聚硅氧烷材料包括具有以下结构的氟烷基官能化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)：

其中：

R选自以下组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基基团；并且

Rf包括氟烷基链。

9.权利要求4的方法，其中所述苯乙烯系材料包括选自以下组中的氟化苯乙烯单体：

其中Rf包括氟烷基链。

10.权利要求4的方法，其中所述丙烯酸酯材料包括具有以下结构的氟化丙烯酸酯或氟化甲基丙烯酸酯：

其中：

R选自以下组中：H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基；

并且

Rf包括氟烷基链。

11.权利要求4的方法，其中所述三嗪含氟聚合物包括氟化单体。

12.权利要求4的方法，其中所述可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物包括官能化的烯烃。

13.权利要求12的方法，其中所述官能化的烯烃包括官能化的环烯烃。

14.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板和基板至少之一的表面能为低于18mN/m。

15.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板和基板至少之一的表面能为低于15mN/m。

16.权利要求1的方法，其中所述基板选自以下组中：聚合物材料、无机材料、硅材料、石英材料、玻璃材料、及它们表面处理过的变体。

17.权利要求1的方法，其中所述基板包括图案化的区域。

18.权利要求1的方法，其中所述多个凹陷区域包括多个空腔。

19.权利要求18的方法，其中所述多个空腔包含多个结构特征。

20.权利要求19的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为10微米至1纳米。

21.权利要求19的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为10微米至1微米。

22.权利要求19的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为1微米至100纳米。

23.权利要求19的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为100纳米至1纳米。

24.权利要求1的方法，其中所述一个或多个颗粒不含浮渣层。

25.权利要求1的方法，其中所述图案化的模板包括由复制品模制方法形成的图案化模板。

26.权利要求25的方法，其中所述复制品模制方法包括：

(a)提供母模板；

(b)使液体材料与所述母模板接触；和

(c)固化所述液体材料以形成图案化的模板。

27.权利要求26的方法，其中所述母模板选自以下组中：

(a)通过光刻方法形成的模板；

(b)天然存在的模板；和

(c)它们的组合。

28.权利要求27的方法，其中所述天然模板选自生物结构和自组装结构的一种。

29.权利要求28的方法，其中所述生物结构和自组装结构的一种选自以下组中：天然存在的晶体、蛋白质、酶、病毒、胶束及组织表面。

30.权利要求1的方法，其包括通过表面改性步骤的图案化模板的表面改性。

31.权利要求30的方法，其中所述表面改性的步骤选自以下组中：等离子体处理、化学处理及吸附过程。

32.权利要求31的方法，其中所述吸附过程包括吸附选自以下组中的分子：聚电解质、聚乙烯醇、烷基卤代硅烷及配体。

33.权利要求1的方法，其包括以相互隔开的关系布置所述图案化模板和基板，使得所述图案化模板表面和基板以预定的排列彼此面对。

34.权利要求1的方法，其中所述液体材料选自以下组中：聚合物、溶液、单体、多种单体、聚合引发剂、聚合催化剂、无机前体、金属前体、药物剂、标记物、磁性材料、顺磁性材料、超顺磁性材料、配体、细胞渗透肽、成孔剂、表面活性剂、多种不混溶的液体、溶剂及带电体。

35.权利要求34的方法，其中所述药物剂选自以下组中：药物、肽、RNAi和DNA。

36.权利要求34的方法，其中所述标记物选自以下组中：荧光标记物、放射性标记的标记物及造影剂。

37.权利要求34的方法，其中所述配体包括细胞导向肽。

38.权利要求1的方法，其中所述液体材料包括非润湿剂。

39.权利要求1的方法，其中布置所述体积的液体材料通过铺展方法来调节。

40.权利要求39的方法，其中所述铺展方法包括：

(a)布置第一体积的液体材料在所述图案化的模板上，以在所述图案化模板上形成液体材料层；并且

(b)拖曳工具穿过所述液体材料层，以便

(i)从所述图案化模板上的液体材料层移除第二体积的液体材料；并且

(ii)在所述图案化的模板上留下第三体积的液体材料。

41.权利要求1的方法，其中所述图案化模板表面与所述基板的接触将所述图案化模板表面和所述基板之间布置的全部液体材料置换。

42.权利要求1的方法，其中所述液体材料的处理包括选自以下组中的过程：热过程、光化学过程及化学过程。

43.权利要求1的方法，其还包括：

(a)通过以下之一的步骤减少布置在多个凹陷区的液体材料的体积，：

(i)向图案化模板表面施加接触压力；和

(ii)使第二体积的液体蒸发或渗透穿过所述模板；

(b)撤除施加到图案化模板表面上的接触压力；

(c)将气体引入所述图案化模板表面的凹陷区内；

(d)处理所述液体材料，以在所述图案化模板表面的凹陷区内形成一个或多个颗粒；以及

(e)取出所述一个或多个颗粒。

44.权利要求43的方法，其中所述一个或多个颗粒的取出通过以下之一的步骤进行：

(a)将图案化模板施加到基板上，其中所述基板对所述一个或多个颗粒具有亲合性；

(b)使图案化模板变形，以便从图案化模板取出所述一个或多个颗粒；

(c)用第一溶剂溶胀所述图案化模板，以挤出所述一个或多个颗粒；和

(d)用第二溶剂洗涤图案化的模板，其中所述第二溶剂对所述一个或多个颗粒具有亲合性。

45.权利要求1的方法，其包括收获或收集所述颗粒。

46.权利要求45的方法，其中所述收获或收集所述颗粒包括选自以下组中的方法：医学解剖刀刮擦、刷子清理法、溶解法、超声法、兆频超声法、静电法及磁力法。

47.权利要求1的方法，其中所述方法包括间歇过程。

48.权利要求47的方法，其中所述间歇过程选自以下组中之一种：半间歇过程和连续间歇过程。

49.由权利要求1的方法形成的一个或多个颗粒。

50.权利要求49的多个颗粒，其中所述多个颗粒包括多个单分散的颗粒。

51.权利要求49的一个颗粒或多个颗粒，其中所述一个颗粒或多个颗粒选自以下组中：半导体器件、晶体、药物输送载体、基因输送载体、疾病检测装置、疾病定位装置、光电装置、太阳能电池器件、成孔剂、化妆品、驻极体、添加剂、催化剂、传感器、解毒剂、研磨剂、微电机系统(MEMS)、细胞支架、标签剂、药物剂及生物标志物。

52.权利要求49的一个颗粒或多个颗粒，其中所述一个颗粒或多个颗粒包括独立式的结构。

53.权利要求1的方法，其包括形成多维结构，所述方法包括：

(a)提供权利要求49的颗粒；

(b)提供第二图案化模板；

(c)布置第二液体材料在所述第二图案化模板中；

(d)使所述第二图案化模板与步骤(a)的颗粒接触；和

(e)处理所述第二液体材料，以形成多维结构。

54.权利要求1的方法，其包括形成相互连接的结构。

55.权利要求54的方法，其中所述相互连接的结构包括由多个凹陷区域限定的多个形状和尺寸特殊的孔。

56.权利要求55的方法，其中所述相互连接的结构包括膜。

57.一种输送治疗剂至目标的方法，所述方法包括：

(a)提供权利要求49的颗粒；

(b)混合所述治疗剂与所述颗粒；并且

(c)输送所述包含治疗剂的颗粒至目标。

58.权利要求57的方法，其中所述治疗剂选自药物和基因材料的一种。

59.权利要求58的方法，其中所述基因材料选自以下组中：非病毒基因载体、DNA、RNA、RNAi和病毒颗粒。

60.权利要求59的方法，其中所述颗粒包括可生物降解聚合物。

61.权利要求60的方法，其中所述可生物降解聚合物选自以下组中：聚酯、聚酐、聚酰胺、磷系聚合物、聚(氰基丙烯酸酯)、聚氨酯、聚原酸酯、聚二氢吡喃和聚缩醛。

62.权利要求61的方法，其中所述聚酯选自以下组中：聚乳酸、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸、聚(ε-己内酯)、聚(β-苹果酸)和聚二噁烷酮。

63.权利要求61的方法，其中所述聚酐选自以下组中：聚癸二酸、聚己二酸和聚对苯二酸。

64.权利要求61的方法，其中所述聚酰胺选自以下组中：聚亚氨基碳酸酯和聚氨基酸。

65.权利要求61的方法，其中所述磷系聚合物选自以下组中：聚磷酸酯、聚膦酸酯和聚磷腈。

66.权利要求60的方法，其中所述可生物降解聚合物进一步包括对刺激物有响应的聚合物。

67.权利要求66的方法，其中所述刺激物选自以下组中：pH、辐照、离子强度、温度、交替磁场和交替电场。

68.权利要求67的方法，其中所述刺激物包括交替磁场。

69.权利要求57的方法，其包括一旦所述颗粒被输送至目标，则将所述颗粒暴露至交替磁场。

70.权利要求69的方法，其中将所述颗粒暴露至交替磁场导致所述颗粒通过低温过程和热烫灼过程之一种产生热量。

71.权利要求70的方法，其中由所述颗粒产生的热量诱导所述颗粒聚合物组分中的相变和针对目标的超高温处理之一。

72.权利要求71的方法，其中所述颗粒聚合物组分中的相变包括从固相到液相的变化。

73.权利要求72的方法，其中所述从固相到液相的相变化导致治疗剂从颗粒被释放。

74.权利要求73的方法，其中所述治疗剂从颗粒的释放包括受控释放。

75.权利要求57的方法，其中所述目标选自以下组中：细胞导向肽、细胞渗透肽、整联蛋白受体肽(GRGDSP)、黑素细胞刺激激素、血管活性肠肽、抗Her2的老鼠抗体，以及维生素。

76.一种在基板上形成图案的方法，该方法包括：

(a)提供图案化模板和基板，其中所述图案化模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)使所述图案化模板表面与所述基板接触；并且

(d)处理所述液体材料以在基板上形成图案。

77.权利要求76的方法，其中所述图案化模板包含耐溶剂的弹性体材料。

78.权利要求76的方法，其中图案化的模板和基板的至少之一包含选自以下组中的材料：全氟聚醚材料、氟代烯烃材料、丙烯酸酯材料、聚硅氧烷材料、苯乙烯系材料、氟化的热塑性弹性体(TPE)、三嗪含氟聚合物、全氟环丁基材料、氟化环氧树脂、以及可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物。

79.权利要求78的方法，其中所述全氟聚醚材料包含选自以下组中的骨架结构：

其中X是存在或不存在的，当X存在时，其包括封端基团。

80.权利要求78的方法，其中所述氟代烯烃材料选自以下组中：

其中CSM包括固化部位的单体。

81.权利要求78的方法，其中所述氟代烯烃材料由以下单体制得，所述单体包括四氟乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、2，2-双(三氟甲基)-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊烯、官能化的氟代烯烃、官能化的丙烯酸单体及官能化的甲基丙烯酸单体。

82.权利要求78的方法，其中所述聚硅氧烷材料包括具有以下结构的氟烷基官能化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)：

其中：

R选自以下组中：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和乙烯基基团；并且

Rf包括氟烷基链。

83.权利要求78的方法，其中所述苯乙烯系材料包括选自以下组中的氟化苯乙烯单体：

其中Rf包括氟烷基链。

84.权利要求78的方法，其中所述丙烯酸酯材料包括具有以下结构的氟化丙烯酸酯或氟化甲基丙烯酸酯：

其中：

R选自以下组中：H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基；

并且

Rf包括氟烷基链。

85.权利要求78的方法，其中所述三嗪含氟聚合物包括氟化单体。

86.权利要求78的方法，其中所述可以通过易位聚合反应而聚合或交联的氟化单体或氟化低聚物包括官能化的烯烃。

87.权利要求86的方法，其中所述官能化的烯烃包括官能化的环烯烃。

88.权利要求76的方法，其中所述图案化模板和基板的至少之一的表面能为低于18mN/m。

89.权利要求76的方法，其中所述图案化模板和基板的至少之一的表面能为低于15mN/m。

90.权利要求76的方法，其中所述基板选自以下组中：聚合物材料、无机材料、硅材料、石英材料、玻璃材料、及它们表面处理过的变体。

91.权利要求76的方法，其中所述基板选自制备过程中的电子器件和制备过程中的光子器件之一。

92.权利要求76的方法，其中所述基板包括图案化的区域。

93.权利要求76的方法，其中所述多个凹陷区域包括多个空腔。

94.权利要求93的方法，其中所述多个空腔包括多个结构特征。

95.权利要求94的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为10微米至1纳米。

96.权利要求94的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为10微米至1微米。

97.权利要求94的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为1微米至100纳米。

98.权利要求94的方法，其中所述多个结构特征的尺寸大小为100纳米至1纳米。

99.权利要求76的方法，其中所述液体材料选自以下组中：聚合物、溶液、单体、多种单体、聚合引发剂、聚合催化剂、无机前体、金属前体、药物剂、标记物、磁性材料、顺磁性材料、超顺磁性材料、配体、细胞渗透肽、成孔剂、表面活性剂、多种不混溶的液体、溶剂及带电体。

100.权利要求99的方法，其中所述治疗剂选自以下组中：药物、肽、RNAi和DNA。

101.权利要求99的方法，其中所述标记物选自以下组中：荧光标记物、放射性标记的标记物及造影剂。

102.权利要求99的方法，其中所述配体包括细胞导向肽。

103.权利要求76的方法，其中所述液体材料选自抗蚀剂聚合物和低k电介质中的一种。

104.权利要求76的方法，其中所述液体材料包括非润湿剂。

105.权利要求76的方法，其中布置所述体积的液体材料通过铺展方法来调节。

106.权利要求105的方法，其中所述铺展方法包括：

(a)布置第一体积的液体材料在所述图案化模板上，以在所述图案化模板上形成液体材料层；并且

(b)拖曳工具穿过所述液体材料层，以便

(i)从所述图案化模板上的液体材料层移除第二体积的液体材料；并且

(ii)在所述图案化的模板上留下第三体积的液体材料。

107.权利要求76的方法，其中所述第一模板表面与所述基板的接触除掉了所有布置体积的液体材料。

108.权利要求76的方法，其中所述液体材料的处理包括选自以下组中的过程：热过程、光化学过程及化学过程。

109.权利要求76的方法，其包括间歇过程。

110.权利要求109的方法，其中所述间歇过程选自半间歇过程和连续间歇过程的一种。

111.由权利要求76的方法所形成的图案化基板。

112.一种用于形成一个或多个颗粒的装置，该装置包括：

(a)图案化模板和基板，其中所述图案化模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)用于布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上的蓄液池：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)用于通过以下步骤之一形成一个或多个颗粒的控制器：

(i)使所述图案化模板表面与基板接触，并处理所述液体材料；和

(ii)处理所述液体材料。

113.权利要求112的装置，其还包括用于检查、测量及既检查又测量一个或多个特征、或一个或多个颗粒的检查器件。

114.一种用于在基板上形成图案的装置，该装置包括：

(a)图案化模板和基板，其中所述图案化模板包括其中有多个凹陷区形成的图案化模板表面；

(b)用于布置一定体积的液体材料在以下区域至少一个之中或之上的蓄液池：

(i)所述图案化模板表面；和

(ii)所述多个凹陷区；以及

(c)通过以下步骤在所述基板上形成图案的控制器：

(i)使所述图案化模板表面与基板接触，并且

(ii)处理所述液体材料。

115.权利要求114的装置，其还包括用于检查、测量及既检查又测量所述基板上图案的一个或多个特征的检查器件。

116.一种在表面上形成图案的方法，该方法包括通过以下步骤选择性暴露制件表面于试剂：

(a)用遮蔽系统屏蔽制件表面的第一部分，其中所述遮蔽系统包括与所述制件的表面共形接触的弹性体遮蔽物；和

(b)将遮蔽系统内待图案化的试剂施用在所述制件表面的第二部分上，同时防止所述试剂涂覆由遮蔽系统所屏蔽的第一部分。

117.权利要求116的方法，其中所述弹性体遮蔽物包括多个通道。

118.权利要求117的方法，其中各个通道的横截面尺寸为小于1毫米。

119.权利要求117的方法，其中各个通道的横截面尺寸为小于1微米。

120.权利要求116的方法，其中所述试剂溶胀所述弹性体遮蔽物小于25％。

121.权利要求116的方法，其中所述试剂包括有机电致发光材料或它的前体。

122.权利要求121的方法，其还包括：

(a)使所述有机电致发光材料在所述表面的第二部分从所述试剂形成，并且

(b)在所述有机电致发光材料与电路之间建立电连接。

123.权利要求116的方法，其中所述试剂包括沉积方法的产物，其中所述沉积方法选自以下组中：化学气相沉积方法、气相沉积方法、电子束沉积方法、电子束蒸发方法、电子束溅射方法和电化学沉积方法。

124.权利要求116的方法，其中所述试剂包括无电沉积的产物。

125.权利要求116的方法，其中所述试剂是从流体前体涂覆的。

126.权利要求125的方法，其中所述流体前体选自以下组中：无机化合物的溶液、无机化合物的悬浮体、流体载体中的颗粒的悬浮体及流体载体中的化学活性剂。

127.权利要求116的方法，其中所述无机化合物在所述制件表面第二部分上硬化。

128.权利要求126的方法，其还包括使所述流体载体消耗掉，由此使所述颗粒在所述制件表面的第一区域沉积。

129.权利要求126的方法，其还包括使所述流体载体消耗掉，由此使所述化学活性剂在所述物品表面的第一区域沉积。

130.权利要求126的方法，其中所述化学活性剂包含聚合物前体。

131.权利要求130的方法，其还包括从所述聚合物前体形成聚合物制件。

132.权利要求126的方法，其中所述化学活性剂包括能够促进材料沉积的试剂。

133.权利要求126的方法，其中所述化学活性剂包括蚀刻剂。

134.权利要求116的方法，其还包括使所述制件表面的第二部分被蚀刻。

135.权利要求116的方法，其还包括从所述制件表面的第一部分取下遮蔽系统的弹性体遮蔽物，同时留下所述试剂粘接在所述制件表面上的第二部分。

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