一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種褶皺的成型工藝。
【背景技術】
[0002]褶皺廣泛存在于自然界中，例如年老的皮膚、艷麗的花瓣、巍蛾的山脈，其形式豐富多彩，記錄了自然環(huán)境中熱、濕、震動等外界作用力對載體的作用效果。鑒于褶皺復雜的成型機理及其優(yōu)良的光學、電學性能，20世紀末期大量工作者開始研究無序、有序褶皺的制備。在1998年Bowden等人在加熱膨脹的PDMS表面沉積50納米厚的金屬后對整個系統(tǒng)降溫，制備出裙皺，且通過基體表面溝槽可對裙皺進行取向(Bowden，N.，et al.(1998).Nature 393(6681):146-149.)。在2013年Yague等在預拉伸的PDMS上沉積聚乙烯基三氯硅烷后釋放外力，根據外力方向、作用速率可制備出不用取向的褶皺(Yague，J.L.，etal.(2013).(Eurocvdl9) 46:40-45.)。這是迄今為止較為成熟的兩種制備裙皺的辦法:通過升溫-降溫，拉伸-釋放，在平整基片上附著薄而硬的表層，熱學性能和力學性能的差異可作為內應力的來源，而降溫或者釋放拉力的過程導致內應力的卸載，形成褶皺。
[0003]然而上述辦法都是在二維平面基片上實現褶皺成型。近期專利103789741A，102199744A，104129752A等揭示較為新型的褶皺成型辦法，或跨納米_微米尺度制備褶皺，但所述基片均為二維平面基片。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡單的，可在三維圓柱形曲面上形成褶皺的制備辦法。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，剪取纖維后，將纖維依次在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將纖維在烘箱中低溫烘干，隨后將纖維在中空框架上按5mm間距固定，在固定后的纖維表面沉積聚合物薄膜，制備褶皺。其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)，沉積時間為2min以上，采用Ι-lOOkHz電源，功率為5_30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、02中的一種或者幾種。
[0006]優(yōu)選的，所述的常壓反應性等離子體采用陶瓷、石英片等介質阻擋放電，在常溫常壓的環(huán)境下產生。
[0007]優(yōu)選地，所述纖維為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，直徑7-10 μ m。
[0008]優(yōu)選地，放電輔助氣體Ar的流量為200sccm-1000sccm ;放電輔助氣體He的流量為200sccm-1000sccm ;放電反應氣體02的流量為10_50sccm。
[0009]優(yōu)選地，沉積的前驅體采用六甲基二娃氧燒(HMDS0) ο
[0010]優(yōu)選地，所述HMDS0通過鼓泡法通入，不經過額外的水浴加熱或者冷卻鼓泡器。[0011 ] 優(yōu)選地，所述HMDS0鼓泡載入時，選用Ar或者He載入。
[0012]優(yōu)選地，所述作為載氣的Ar或者所述作為載氣的He的流量為10_100sccm。
[0013]本發(fā)明通過PECVD，制備出的褶皺薄膜為Six0yHz，厚度為2μπι以上，特征波長為500nm以上，且沿著纖維徑向、軸向分布較為均勻。
[0014]本發(fā)明的設備簡單，只需要簡單的一步沉積，可以在纖維表面沉積，并形成褶皺，將褶皺的應用擴大至更廣泛的領域。
【附圖說明】
[0015]圖1為常壓等離子體增強化學氣相沉積所采用的放電腔體示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實例中纖維固定方式示意圖；
[0017]圖3A及圖3B為本發(fā)明中實施例獲得的褶皺圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例作詳細說明如下。
[0019]本發(fā)明提供了一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，步驟為:
[0020]剪取PET纖維后，將纖維依次在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將纖維在烘箱中低溫烘干，隨后將纖維在中空框架上按5mm間距固定，在固定后的纖維表面沉積聚合物薄膜，得到的聚合物薄膜厚度為1?4 μ m。采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為4min，采用圖1所示的放電腔體，圖2所示的纖維固定方式，電源頻率為20kHz，功率為6w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar，流量為lOOOsccm。沉積的前驅體采用HMDS0，HMDS0室溫保存，不經過額外的水浴加熱或者冷卻，前驅體通過鼓泡法通入，載入鼓泡時，用Ar載入，流量為20sccm。
[0021 ] 獲得的褶皺如圖3A及圖3B所示。
【主權項】
1.一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，剪取纖維后，將纖維依次在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將纖維在烘箱中低溫烘干，隨后將纖維在中空框架上按5mm間距固定，在固定后的纖維表面沉積聚合物薄膜，制備褶皺，其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為2min以上，采用Ι-lOOkHz電源，功率為5_30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、02中的一種或者幾種。2.如權利要求1所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，所述的常壓反應性等離子體采用陶瓷、石英片介質阻擋放電，在常溫常壓的環(huán)境下產生。3.如權利要求1所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，所述纖維為聚對苯二甲酸乙二酯，直徑7-10 μ m。4.如權利要求1所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，放電輔助氣體Ar的流量為200sccm-1000sccm ;放電輔助氣體He的流量為200sccm-1000sccm ;放電反應氣體02的流量為10-50sccm。5.如權利要求1所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，沉積的前驅體采用六甲基二娃氧燒。6.如權利要求5所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，所述六甲基二硅氧烷通過鼓泡法通入，不經過額外的水浴加熱或者冷卻鼓泡器。7.如權利要求5所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，所述六甲基二硅氧烷鼓泡載入時，選用Ar或者He載入。8.如權利要求7所述的一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，所述作為載氣的Ar或者所述作為載氣的He的流量為10-100sccm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維立體褶皺薄膜的制備辦法，其特征在于，剪取纖維后，將纖維依次在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將纖維在烘箱中低溫烘干，隨后將纖維在中空框架上按5mm間距固定，在固定后的纖維表面沉積聚合物薄膜，制備褶皺。其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)，沉積時間為2min以上，采用1-100kHz電源，功率為5-30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、O2中的一種或者幾種。本發(fā)明的設備簡單，只需要簡單的一步沉積，可以在纖維表面沉積，并形成褶皺，將褶皺的應用擴大至更廣泛的領域。
【IPC分類】C23C16/513
【公開號】CN105401135
【申請?zhí)枴緾N201510589071
【發(fā)明人】彭釋, 張菁, 李煒
【申請人】東華大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月16日