基于“褶皱”的孤立微纳结构首次制备出
连绵的山丘、干瘪的果皮、开裂的油漆墙面以及布满皱纹的肌肤……这些“褶皱”现象在日常生活中随处可见。近年来，科学家致力于通过人为诱导的方式获得可控制造的“褶皱”微观结构，这已成为微纳加工领域的研究热点之一。
近日，国家纳米科学中心研究员刘前和北京化工大学数理学院副教授王聪带领的科研团队提出一种利用电子束辅助激光诱导的新型应变加工技术，克服了褶皱本征波长对于应变结构可设计性的极大限制，首次制备出了孤立的可控可设计的褶皱亚微米应变结构。相关研究成果近日在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上刊发。
褶皱是一种力学失稳导致的表面应变结构。近年来，科学家利用激光诱导的起皱方法，有效解决了起皱微加工中遇到的无序性和缺陷问题，实现了褶皱周期地可调控和周期性结构的可设计加工，使褶皱作为一种新型的微纳加工方法向前迈进了一大步。然而，由于褶皱应变的传递性和周期性，孤立的褶皱结构一直未能实现。在科学家看来，这主要是由于“本征波长”的存在，激光诱导的方法只能制备接近本征波长的周期性微纳结构。
在最新发表的论文中，科研人员通过辅以电子束辐照的方式，在聚苯乙烯-硅（PS-Si）双层膜体系上首次实现了不含任何次级结构和无序褶皱的任意孤立褶皱结构。该技术手段成功突破了双层膜体系中褶皱本征波长的限制，展示了任意孤立的微/纳米应变结构的可设计性和可控性。
论文显示，科研人员通过新方法制造的凸起阵列结构能够确保每个凸起结构的间距（5微米）大于褶皱的本征波长，保证了每个凸起结构的相对独立性。多种表征的结果显示，此类凸起基本单元的横向尺寸在亚微米量级，纵向尺寸在百纳米量级，可满足实际应用中对于表面微/纳米结构的要求。
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技术原理
