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

浙江大學(xué)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)印模可在低于100°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(yīng)用領(lǐng)域帶來工程機(jī)會，這些應(yīng)用領(lǐng)域都需要實(shí)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(jī)電子器件之類的先進(jìn)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(jī)材料與軟彈性體的非均勻集成，它也是電子行業(yè)正在進(jìn)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(guān)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(dǎo)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(yīng)用，而硅卻是目前廣泛應(yīng)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(xué)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(shè)計的附著力可調(diào)的活性彈性微結(jié)構(gòu)印模，這種設(shè)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(jìn)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(shí)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(yīng)用于接觸式印刷的活性粘合劑極大地擴(kuò)展了我們對這一概念的認(rèn)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(shí)驗研究，揭示了有源彈性微結(jié)構(gòu)印模的設(shè)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(lǐng)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(yīng)用領(lǐng)域帶來工程機(jī)會，這些應(yīng)用領(lǐng)域都需要實(shí)現(xiàn)不同材料間的異構(gòu)集成。