韓國首爾大學的研究人員在期刊《Nature Materials》上為大家展示了一種利用新穎的激光-熱機理來實現(xiàn)超快聚二甲基硅氧烷（PDMS）器件的構建。同傳統(tǒng)的工藝相比，不僅加工時間大為縮短，而且精度也達到了實用的效果。

兩個連續(xù)激光熱解（SLP）藝機理的示意圖

來自韓國首爾大學的研究人員報道了一種發(fā)展新的聚二甲基硅氧烷（ laser-based polydimethylsiloxane (PDMS) ）的加工機理來實現(xiàn)無掩模的方式進行制造不同的PDMS的結構。這一新穎的技術，稱之為連續(xù)激光熱解 （successive laser pyrolysis），提供了一種比較優(yōu)雅的替代品 來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軟光刻技術，傳統(tǒng)的軟光刻技術 是一種勞動強度大、耗費時間多的工藝，通過實施新發(fā)現(xiàn)的激光誘導的連續(xù)激光熱解現(xiàn)象來實現(xiàn)新的加工。

直到今天，制造不同類型的PDMS器件還主要依靠軟光刻技術。傳統(tǒng)的工藝需要復雜的多步驟，必須的照相平版印刷術，然而，在這一工作環(huán)境中效率非常低下的。尤其是對外場工程師來說，需要在早期研究階段不斷地改變其設計，并且在隨后地復雜重復地工藝的間隙是一個沉重的負擔

然而，PDMS的透明性阻止了采用激光技術進行加工的企圖。盡管UV為基礎的激光輻照PDMS是可行的，可以在一定程度上克服PDMS的透明性所帶來的障礙，并進行了嘗試。但比較遺憾的是，其結果并不能達到實用階段的效果，其原因是表面形貌類似帶芒刺的小果實、碎片以及存在斷裂表面。基于這些原因，發(fā)展一種非激光燒蝕模式的工藝技術以實現(xiàn)高質(zhì)量的PDMS的加工成為當前面臨的一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。

連續(xù)激光熱解（SLP）的定量分析

最近發(fā)表在期刊《 Nature Material》上的文章為大家介紹了首次成功 取得的直接激光加工PDMS而不采用激光燒蝕的辦法，使得在工業(yè)實用階段的高品質(zhì)的PDMS的加工得到實現(xiàn)。首先，論文介紹了激光誘導連續(xù)熱解的基本原理，像發(fā)生一個連鎖反應。熱解PDMS（SiC）的黑體產(chǎn)物促進激光的吸收，從而導致下一個熱解的開始。結果，PDMS的熱解就可以連續(xù)不斷的沿著激光掃描的輪廓來持續(xù)不斷的發(fā)生而不需要對PDMS作特別的改變。基于這一加工原理，研究人員為大家展示了直接成型不同的2 D和3D的PDMS結構，其研究結果都是從一個PDMS的單一組織出乎意料的在一個顯著的減少了加工時間內(nèi)完成了加工。

展示的PDMS器件的制造

來自首爾大學的教授Seung Hwan，系該研究小組的領導者認為：這一新技術為PDMS器件在研究人員的腦海中形成有形設備構建了一個便捷的通道，并且大多數(shù)器件的加工時間不超過30min的制造時間內(nèi)完成。同傳統(tǒng)的加工技術進行加工時至少需要1天的時間來相比較，當前這一新研發(fā)的技術的比較短的處理時間，以及無比優(yōu)異的加工質(zhì)量，被認為將會對研究者在相關領域的研究產(chǎn)生非常實際的影響。作為下一步研究，研究團隊將會將特別的關注聚焦在將這一技術嫁接到芯片上的器官的發(fā)展上。

文章來源：

Jaeho Shin et al. Monolithic digital patterning of polydimethylsiloxane with successive laser pyrolysis, Nature Materials (2020). DOI: 10.1038/s41563-020-0769-6以及首爾大學

  文章來源：江蘇激光產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 以傳播知識、有益學習和研究為宗旨。 轉載僅供參考學習及傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯(lián)系刪除。