CN1799857A - 生物模板纳米压印方法 - Google Patents
生物模板纳米压印方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1799857A CN1799857A CN 200510136314 CN200510136314A CN1799857A CN 1799857 A CN1799857 A CN 1799857A CN 200510136314 CN200510136314 CN 200510136314 CN 200510136314 A CN200510136314 A CN 200510136314A CN 1799857 A CN1799857 A CN 1799857A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biological
- impression
- nanometer
- nanostructured
- biological template
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
本发明的生物模板纳米压印方法主要工艺过程如下：首先在硅片表面涂一层压印胶并干燥，将生物模板具有纳米结构的一面向下置于压印胶表面，并在其上盖另一硅片，然后将之放入纳米压印设备在加热加压条件进行压印，退模后于压印胶表面得到与生物模板相对应的负型结构，从而实现生物表面纳米结构的复制其及特殊功能的模仿。本发明直接以自然界存在的生物表面纳米结构为纳米压印模板，避免了常规模板制备的复杂工艺，而且，生物表面结构在生长过程中形成了一层自然抗粘层，可以进一步简化工艺，降低成本。本发明所用生物模板可以进行多次压印，重复使用，并可实现大面积的纳米结构制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进的纳米压印技术，属于纳米结构制备技术领域。
技术背景
纳米压印技术是上世纪九十年代中期兴起的一种与传统光刻技术概念完全不同的纳米结构制备技术。该技术通过压模的方法在基底承载的抗蚀剂薄层上压出厚度对比的图形，然后采用各项异性刻蚀将图形转移到基底，具有高分辨、大面积、高效率、低成本的显著优点(Science，272(1996)85)。复制图形的形状和分辨率取决于模板，因此，模板材料的选择及其制备工艺是整个技术实现的关键。目前，纳米压印模板的材料主要为硅和二氧化硅等半导体材料，制备工艺普遍采用电子束或离子束曝光技术，需要经历曝光、显影、反应离子刻蚀、金属沉积和剥离等工艺。并且，模板在压印前还需进行抗粘处理，以避免模板与压印胶(PMMA)的粘结产生缺陷。
自然界中存在许多具有特殊功能的生物表面纳米结构。这些表面纳米结构是生物种群在自然界经过漫长的进化演变而具有特殊的生物功能，与它们的生存息息相关(PeteVukusic and J.Roy Sambles，Nature 424(2003)852-855)。例如，某些昆虫的复眼和翅膀表面规则六边形排列的圆锥状阵列纳米结构(也称为光子晶体，如图1所示)在紫外和可见光波段具有很强的抗反射作用，蝴蝶翅膀鳞片所具有的规则纳米结构在可见光波段可产生衍射、干涉及散射作用而导致结构色。上述这些具有特殊功能的生物表面结构或其类似结构不仅具有足够的强度和稳定性可以直接用作纳米压印模板，而且在生长过程中形成了一层自然抗粘层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米压印方法，直接以自然界存在的生物表面纳米结构为纳米压印模板，制备纳米结构，实现生物表面纳米结构的复制其及特殊功能的模仿。
本发明的生物模板纳米压印方法主要工艺过程如下(如图2所示)：
(1)于一硅片表面涂一层压印胶并干燥；
(2)将生物模板具有纳米结构的一面向下置于压印胶表面，并在生物模板表面盖上另一硅片；
(3)放入纳米压印设备在加热加压条件下进行压印；
(4)退模后于压印胶表面得到与生物模板纳米结构相对应的负型结构，完成整个压印工艺过程。
本发明生物模板纳米压印方法所用的压印胶通常为polymethyl methacrylate(PMMA)等热塑性有机聚合物，旋涂于硅片上后160～180℃烘烤干燥30～60min；生物模板包括昆虫复眼和翅膀表面的光子晶体及其它类似的生物表面结构。压印温度为150～220℃，压力为40～55bar，压印时间为2～5min。
本发明直接以自然界存在的具有特殊功能的生物表面结构作为纳米压印模板制备纳米结构，避免了常规模板制备的复杂工艺，实现生物表面纳米结构的复制其及特殊功能的模仿；同时，生物表面结构在生长过程中形成了一层自然抗粘层，以之为模板，可以进一步简化工艺，降低成本，提升纳米压印技术的竞争力；且本发明所用生物模板可以进行多次压印，重复使用；该技术还可实现大面积的纳米结构制备。
附图说明
图1是蝉翼表面纳米结构的电镜照片。
图2是生物模板法纳米压印方法的工艺流程图。
图3是以生物模板进行压印后于压印胶表面得到的纳米负型结构的电镜照片。
图中：
1-硅片 2-压印胶 3-生物模板
具体实施方式
实施例1
(1)将成年蝉翼于丙酮中超声清洗5min，再于超纯水中超声清洗2min，置于空气中自然干燥。
(2)于清洗后硅片表面旋涂压印胶PMMA，并经170℃烘烤干燥30分钟；
(3)将清洗并干燥后的蝉翼置于压印胶PMMA表面，并在生物模板表面盖一片同样尺寸的硅片，然后将样片放入纳米压印设备在190℃、40bar条件下压印3min，将生物模板与压印胶分离后，于压印胶表面得到与生物模板相对应的负型结构，如图3所示。
实施例2
(1)将成年蝉翼于丙酮中超声清洗5min，再于超纯水中超声清洗2min，置于空气中自然干燥。
(2)于清洗后硅片表面旋涂压印胶PMMA，并经160℃烘烤干燥55min；
(3)将清洗并干燥后的蝉翼置于压印胶表面，并在生物模板表面盖一片同样尺寸的硅片，然后将样片放入纳米压印设备在150℃、55bar条件下压印5min，将生物模板与压印胶分离后，于压印胶表面得到与生物模板相对应的负型结构。
实施例3
(1)将成年蝉翼于丙酮中超声清洗5min，再于超纯水中超声清洗2min，置于空气中自然干燥。
(2)于清洗后硅片表面旋涂压印胶PMMA，并经180℃烘烤干燥30分钟；
(3)将清洗并干燥后的蝉翼置于压印胶表面，并在生物模板表面盖一片同样尺寸的硅片，然后将样片放入纳米压印设备在170℃、45bar条件下压印2min，将生物模板与压印胶分离后，于压印胶表面得到与生物模板相对应的负型结构。
Claims (6)
1.一种纳米压印方法，包括如下步骤：
(1)于一硅片表面涂一层压印胶并干燥；
(2)将生物模板具有纳米结构的一面向下置于压印胶表面，并在生物模板表面盖上另一硅片；
(3)放入纳米压印设备在加热加压条件下进行压印；
(4)退模后于压印胶表面得到与生物模板纳米结构相对应的负型结构。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压印胶为热塑性有机聚合物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述热塑性有机聚合物为polymethylmethacrylate。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)为将polymethyl methacrylate旋涂于硅片表面后160～180℃烘烤干燥30～60min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生物模板的纳米结构为昆虫复眼或翅膀表面的光子晶体。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：压印温度为150～220℃，压力为40～55bar，压印时间为2～5min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101363145A CN100382980C (zh) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | 生物模板纳米压印方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005101363145A CN100382980C (zh) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | 生物模板纳米压印方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1799857A true CN1799857A (zh) | 2006-07-12 |
| CN100382980C CN100382980C (zh) | 2008-04-23 |
Family
ID=36810171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005101363145A Expired - Fee Related CN100382980C (zh) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | 生物模板纳米压印方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100382980C (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101859066A (zh) * | 2010-06-02 | 2010-10-13 | 河南大学 | 一种基于生物材料表面结构的纳米压印模板及其制备方法 |
| CN101866958A (zh) * | 2010-05-14 | 2010-10-20 | 河海大学常州校区 | 太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法 |
| CN103576451A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 无锡英普林纳米科技有限公司 | 一种复制微纳结构的方法 |
| CN104155710A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-11-19 | 山东理工大学 | 利用整片蝴蝶翅膀制作大面积、高精度薄膜型光栅器件的方法 |
| CN105425266A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-23 | 同济大学 | 一种光子晶体塑料闪烁体的制备方法 |
| CN106527043A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-22 | 同济大学 | 一种压印技术制备大面积光子晶体闪烁体的方法 |
| CN106758537A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 南京大学 | 一种抗反射透明纸 |
| CN109807049A (zh) * | 2019-01-26 | 2019-05-28 | 南京航空航天大学 | 具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层及其制备方法 |
| CN111433030A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-07-17 | 耐克创新有限合伙公司 | 结构着色的物品以及用于制造和使用结构着色的物品的方法 |
| US11129444B1 (en) | 2020-08-07 | 2021-09-28 | Nike, Inc. | Footwear article having repurposed material with concealing layer |
| US11241062B1 (en) | 2020-08-07 | 2022-02-08 | Nike, Inc. | Footwear article having repurposed material with structural-color concealing layer |
| US11597996B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-03-07 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11612208B2 (en) | 2019-07-26 | 2023-03-28 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11889894B2 (en) | 2020-08-07 | 2024-02-06 | Nike, Inc. | Footwear article having concealing layer |
| US11987073B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles having layers which taper in thickness |
| US11986042B2 (en) | 2019-10-21 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5772905A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Nanoimprint lithography |
| CN1199805C (zh) * | 2001-09-19 | 2005-05-04 | 东南大学 | 聚氨酯分子印章及其制备方法 |
| US7754131B2 (en) * | 2002-08-27 | 2010-07-13 | Obducat Ab | Device for transferring a pattern to an object |
| CN1565848A (zh) * | 2003-07-03 | 2005-01-19 | 郭佳儱 | 结合光硬化成型的微结构制造方法 |
-
2005
- 2005-12-31 CN CNB2005101363145A patent/CN100382980C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101866958A (zh) * | 2010-05-14 | 2010-10-20 | 河海大学常州校区 | 太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法 |
| CN101859066A (zh) * | 2010-06-02 | 2010-10-13 | 河南大学 | 一种基于生物材料表面结构的纳米压印模板及其制备方法 |
| CN101859066B (zh) * | 2010-06-02 | 2012-07-04 | 河南大学 | 一种基于生物材料表面结构的纳米压印模板及其制备方法 |
| CN103576451A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-12 | 无锡英普林纳米科技有限公司 | 一种复制微纳结构的方法 |
| CN104155710A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-11-19 | 山东理工大学 | 利用整片蝴蝶翅膀制作大面积、高精度薄膜型光栅器件的方法 |
| CN105425266A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-23 | 同济大学 | 一种光子晶体塑料闪烁体的制备方法 |
| CN106527043A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-22 | 同济大学 | 一种压印技术制备大面积光子晶体闪烁体的方法 |
| CN106527043B (zh) * | 2016-11-22 | 2018-07-03 | 同济大学 | 一种压印技术制备大面积光子晶体闪烁体的方法 |
| CN106758537A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 南京大学 | 一种抗反射透明纸 |
| CN106758537B (zh) * | 2017-01-24 | 2018-12-25 | 南京大学 | 一种抗反射透明纸 |
| US11397283B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-07-26 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11391867B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-07-19 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11112537B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-09-07 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US12000977B2 (en) | 2017-09-29 | 2024-06-04 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11131791B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-09-28 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11994649B2 (en) | 2017-09-29 | 2024-05-28 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11385382B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-07-12 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11614563B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-03-28 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11609359B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-03-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11402544B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-08-02 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11402546B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-08-02 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11402545B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-08-02 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11988806B2 (en) | 2017-09-29 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods of making and using structurally-colored articles |
| CN111433030A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-07-17 | 耐克创新有限合伙公司 | 结构着色的物品以及用于制造和使用结构着色的物品的方法 |
| CN109807049A (zh) * | 2019-01-26 | 2019-05-28 | 南京航空航天大学 | 具有阵列微结构的生物基超疏水防冰涂层及其制备方法 |
| US11597996B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-03-07 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11840755B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-12-12 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11987873B2 (en) | 2019-06-26 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11612208B2 (en) | 2019-07-26 | 2023-03-28 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11986042B2 (en) | 2019-10-21 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles and methods for making and using structurally-colored articles |
| US11987073B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles having layers which taper in thickness |
| US11987074B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-05-21 | Nike, Inc. | Structurally-colored articles having layers which taper in thickness |
| US11889894B2 (en) | 2020-08-07 | 2024-02-06 | Nike, Inc. | Footwear article having concealing layer |
| US11412817B2 (en) | 2020-08-07 | 2022-08-16 | Nike, Inc. | Footwear article having repurposed material with concealing layer |
| US11241062B1 (en) | 2020-08-07 | 2022-02-08 | Nike, Inc. | Footwear article having repurposed material with structural-color concealing layer |
| US11129444B1 (en) | 2020-08-07 | 2021-09-28 | Nike, Inc. | Footwear article having repurposed material with concealing layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100382980C (zh) | 2008-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1799857A (zh) | 生物模板纳米压印方法 | |
| Losic et al. | Rapid fabrication of micro‐and nanoscale patterns by replica molding from diatom biosilica | |
| US6375870B1 (en) | Replicating a nanoscale pattern | |
| CN102145875B (zh) | 一种聚二甲基硅氧烷微纳流控芯片的制备方法 | |
| CN106444275A (zh) | 一种卷对卷紫外纳米压印装置及利用其制备超疏液表面微结构的方法 | |
| KR101358988B1 (ko) | 3차원 나노구조를 이용한 물질 고유 한계 이상의 고신축성 재료 및 이의 제조방법 | |
| KR100951915B1 (ko) | 플라즈마 에칭을 이용한 마이크로-나노 패턴의 제작 방법 | |
| CN101051184A (zh) | 大面积微纳结构软压印方法 | |
| Kehagias et al. | Reverse-contact UV nanoimprint lithography for multilayered structure fabrication | |
| KR101022506B1 (ko) | 쉐도우 증착과 나노전사 프린팅을 이용한 나노임프린트 리소그래피의 패턴전사 방법 | |
| CN111438859A (zh) | 一种图案化纳米阵列模板及其制备方法和应用 | |
| JP2010074163A (ja) | ナノインプリント用モールド製作方法及びナノインプリント用モールドを用いたパターン成形方法 | |
| KR20150053303A (ko) | 복제 몰드 제조 방법 및 이를 이용한 미세 구조 및 그 활용. | |
| Kim et al. | Fabrication of ZrO2 nanopatterns for biomimetic antireflection by thermal nanoimprint lithography | |
| Salvatore et al. | Programmable surface anisotropy from polarization-driven azopolymer reconfiguration | |
| CN110891895B (zh) | 通过选择性模板移除来进行微米和纳米制造的方法 | |
| Hwang et al. | Fabrication of roll imprint stamp for continuous UV roll imprinting process | |
| Asif et al. | Comparison of UV-curable materials for high-resolution polymer nanoimprint stamps | |
| Chang et al. | Hybrid-polymer nanostructures forming an anti-reflection film using two-beam interference and ultraviolet nanoimprint lithography | |
| Kang et al. | Photopatterning via photofluidization of azobenzene polymers | |
| Hong et al. | Fabrication of sub-100 nm sized patterns on curved acryl substrate using a flexible stamp | |
| Lee et al. | UV nano embossing for polymer nano structures with non-transparent mold insert | |
| CN100357092C (zh) | 聚合物的表面亚微米二维布拉维点阵和链阵列制备方法 | |
| Suh et al. | Fabrication of high aspect ratio nanostructures using capillary force lithography | |
| 곽문규 | A Review-Productivity Enhancements of Micro/Nano Patterning Methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080423 Termination date: 20101231 |