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近紅外光驅動的動態微納米表面褶皺圖案

  響應性表面微納米圖案可以通過外界刺激動態地調控表面微納米結構，從而實現材料表面性能的動態控制，進而制備出基于動態表面的器件。其中，利用材料表面不穩定性構筑褶皺是制備表面微納米圖案的一類通用方法，然而如何實現微納米褶皺圖案的動態調控仍然是一個挑戰。

  結合動態物理與表面褶皺圖案，上海交通大學化學化工學院印杰教授-姜學松研究員課題組提出了一類簡單、普適的制備具有近紅外光響應性的動態微納米表面褶皺圖案的策略。研究者通過向底層彈性基底聚二甲基硅氧烷(PDMS)中引入微量的碳納米管（CNT），制備出一類具有良好的近紅外光響應性的彈性基底。利用聚合物、金屬等作為上層材料, 構筑功能性薄膜/CNT-PDMS雙層體系，制備具有優良的近紅外光響應性的表面微納米褶皺圖案。利用碳納米管優異的光熱轉換效率, 在紅外光輻射下，基底CNT-PDMS可以迅速升溫，褶皺圖案迅速擦除；撤去紅外光后，褶皺圖案逐漸恢復(如圖a)。

圖a 近紅外光響應性動態褶皺圖案的原理及效果

  使用具有紫外響應性的含蒽聚合物作為上層材料，下層則采用上述制備紅外響應性彈性基底. 通過紫外光選區光照實現選區褶皺, 并結合基底具有的近紅外響應特性實現紅外響應性多級次褶皺的制備，這種多級次的動態褶皺可以作為智能窗戶以及智能顯示（如圖b）。

圖b 通過上層選區光照并結合下層近紅外響應性實現紅外響應性多級次褶皺及應用

  通過紅外響應性動態褶皺可以實現一類紅外響應性的動態光柵的制備，當激光束通過褶皺樣品時，由于微納米褶皺圖案存在，可以得到衍射光環；當褶皺樣品在紅外光下輻射，褶皺圖案擦除后，衍射光環轉變為光斑，這種動態光柵實現了光對光的衍射控制(如圖c)。

圖c通過紅外響應性褶皺實現紅外控制的動態光柵

  基于動態物理效應和修飾彈性基底的策略構建動態可逆的微納米圖案化表面，拓展了傳統的利用能夠發生動態化學的材料作為褶皺體系的上層材料構筑動態褶皺圖案的思路，具有良好的普適性和可設計性，為制備動態表面和基于該表面器件提供了新的思路。

  相關工作發表在Science Advances上，文章的第一作者是上海交通大學化學化工學院碩士研究生李富東，通訊作者為姜學松研究員。該研究得到了上海市重大項目(17JC1400700)和國家自然科學基金(51373098, 21522403，51773114) 的資助。

  論文鏈接：http://advances.sciencemag.org/content/4/4/eaar5762

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