浙大開發(fā)出對于許多有利于應用領域的激光驅(qū)動可編程非接觸式轉(zhuǎn)印技術(shù)

浙江大學開發(fā)出一種采用激光驅(qū)動的可編程非接觸式轉(zhuǎn)印技術(shù)，該技術(shù)通過活性彈性微結(jié)構(gòu)印?？稍诘陀?00°C的溫度下提供連續(xù)的熱控可調(diào)附著力，并具有超過3個數(shù)量級的調(diào)控范圍。這種創(chuàng)新技術(shù)為柔性電子、紙質(zhì)電子、生物集成電子和Micro-LED顯示等應用領域帶來工程機會，這些應用領域都需要實現(xiàn)不同材料間的異構(gòu)集成。

轉(zhuǎn)印是一種新興的組裝技術(shù)，它使用柔軟的聚合物印模將微/納米物體（比如油墨）從一個基板（供體）轉(zhuǎn)移到另一個基板（受體）上。轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)使得工程人員能夠以各種結(jié)構(gòu)布局組裝各種材料，這些布局結(jié)構(gòu)可能具有非常大的吞吐量。特別是在開發(fā)諸如柔性和可拉伸無機電子器件之類的先進電子系統(tǒng)時，轉(zhuǎn)印技術(shù)非常重要，這些開發(fā)過程需要無機材料與軟彈性體的非均勻集成，它也是電子行業(yè)正在進行的技術(shù)革命之一。

基于可調(diào)的干燥粘合劑，業(yè)界已經(jīng)使用了很多方法來開發(fā)轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)，主要包括接觸式印刷技術(shù)和非接觸式印刷技術(shù)。其中，接觸式印刷技術(shù)的性能關鍵取決于接收基板的幾何形狀和特性，因為接觸式印刷過程需要將印章接觸接收基板。與接觸式轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)相比，非接觸式方法消除了接收基板對轉(zhuǎn)移良率的影響，同時它還允許將油墨以非接觸式的方法印刷到任意接收基板上。不過，現(xiàn)有的非接觸轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)在系統(tǒng)中通常會造成溫度的升高，這可能會導致永久性的界面損壞，這也就限制了其在脆性材料（例如硅）轉(zhuǎn)移印刷中的應用，而硅卻是目前廣泛應用于常規(guī)電子器件的材料。

為了克服這一難題，Song所在的浙江大學研究小組開發(fā)了一種激光驅(qū)動的可編程非接觸式轉(zhuǎn)印技術(shù)。該技術(shù)采用了一種創(chuàng)新設計的附著力可調(diào)的活性彈性微結(jié)構(gòu)印模，這種設計簡單而且可靠。這里附著力可調(diào)的粘合劑具有很多充滿空氣的空腔，并由一種具有微結(jié)構(gòu)的膜封裝，這種封裝膜可以通過低成本且容易獲取的沙紙制作。研究人員借助上述空腔內(nèi)表面的金屬層（例如鐵顆粒）加熱空腔中的空氣，進而動態(tài)地讓微結(jié)構(gòu)膜膨脹和收縮以控制界面粘附力，這一過程中，內(nèi)表面具有金屬層的空腔用作激光吸收層。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)連續(xù)的熱控可調(diào)附著力，且在低于100°C的溫度下具有超過三個數(shù)量級的調(diào)控范圍。

這種傳統(tǒng)應用于接觸式印刷的活性粘合劑極大地擴展了我們對這一概念的認識，研發(fā)人員正是借助這一概念開發(fā)出新穎的激光驅(qū)動可編程非接觸轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)的。研究人員通過理論和實驗研究，揭示了有源彈性微結(jié)構(gòu)印模的設計和制造，以及具體的非接觸式轉(zhuǎn)印過程。他們將微尺度Si片和微尺度LED芯片可編程轉(zhuǎn)移印刷到具有超低粘附性的各種具有挑戰(zhàn)性的扁平或粗糙接收基板（例如紙，鋼球，葉片）上的演示說明，在傳統(tǒng)印刷技術(shù)難以勝任的很多領域該技術(shù)方案都有不俗的表現(xiàn)。這種創(chuàng)新技術(shù)為柔性電子，紙質(zhì)電子，生物集成電子和Micro-LED顯示等應用領域帶來工程機會，這些應用領域都需要實現(xiàn)不同材料間的異構(gòu)集成。