偶氮聚合物材料可在结构彩色表面上进行光辅助纳米结构的压印

 
出现结构颜色是因为表面上的压印图案会改变光的波长。中国科学家已经引入了一种偶氮聚合物，可以在一种新颖的室温平版印刷工艺中压印纳米图案。这项研究的一个关键方面是新型偶氮聚合物的光诱导相变，该研究发表在《 Angewandte Chemie》杂志上。该过程仅依赖于光调节，甚至可以在柔性基板上进行纳米压印。
在许多相关领域都存在结构精美的表面，包括钞票的防伪和芯片制造。在电子工业中，通过光刻工艺产生诸如印刷电路的表面图案。光刻是指通过掩模照射光刻胶(一种对紫外线(UV)光敏感的聚合材料)。弱化区域被冲洗掉，结构通过蚀刻，压印和其他工艺完成。为了制备用于紫外线照射的光致抗蚀剂，加热和冷却是重要的步骤，这会引起材料性能的变化。
不幸的是，材料在冷却时趋于收缩，这在需要纳米尺寸的图案时造成问题。因此，北京大学的于海峰和他的同事开发了一种完全在室温下工作的纳米光刻工艺。该方法的关键是新颖的光致抗蚀剂，其仅通过光照射即可改变其机械性能。不再需要加热步骤。新的光致抗蚀剂包含一种称为偶氮苯的化学成分，当用光照射时，该化学成分会从直的“反式”转变为弯曲的“顺式”形式，反之亦然。连接到聚合物主链上的该偶氮苯引起所得偶氮聚合物的机械化学变化。
对于图案制造，作者首先通过在柔韧性塑料表面上照射紫外线来使其液化。然后，他们在液化区域上压了一块透明的纳米图案有机硅片，并用可见光照射了这些层。这种光诱导了采用模板纳米图案的偶氮聚合物的硬化。然后，科学家应用了光掩模，并用紫外线照射了这些层，以重新液化未覆盖的区域。为了获得最终的印记，他们将另一幅纳米图案的薄板压在了偶氮聚合物结构上，并用可见光硬化了这些层，从而获得了成品的纳米图案的涂层。该技术称为“非热纳米压印光刻”。
纳米图案表面以多种结构颜色出现。微小的字母或装饰图会根据查看角度改变颜色。作者认为，该技术不仅限于结构色。他们说：“它适用于许多其他衬底，例如硅片和其他光敏材料。”研究人员设想将其应用于需要不依赖于热的压印工艺且光可调材料具有优势的纳米加工领域。