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树蛙趾端带有椭圆形的吸盘,依靠吸盘所产生的粘附力,可在竖直的墙面或树叶表面上攀爬跳跃,以树蛙吸盘粘附结构的仿生学研究为基础制造仿生粘性材料,对于爬壁机器人足掌设计、新型胶带开发等都具有重要意义。
本文采用负性光致抗蚀剂为模板材料,对厚层光致抗蚀剂的光刻工艺进行了大量实验研究,通过不同厚度胶膜的光刻工艺实验发现:过低的前烘温度容易导致胶膜显影后出现过度刻蚀、胶膜塌陷等缺陷;曝光剂量应控制在合理范围,剂量过高或过低均会导致复模后线型失真;适当加入后烘工艺可以有效提高胶膜表面质量,降低表面粗糙度,提高胶膜的机械性能。利用三维形貌仪测得显影刻蚀后的胶膜阵列结构微观形貌及尺寸,通过多次类比实验对相关光刻工艺参数进行了优化。
研究了聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料在光刻胶模板上的浇注固化工艺,分析了PDMS材料本体/固化剂配比对弹性模量的影响,测试了固化温度与时间的关系,制备了表面具有微阵列结构的仿生粘性材料。在力学测试系统中对所制备的粘性材料进行了粘附性能测试,测试结果表明:材料表面微观结构、材料弹性模量、接触表面形貌等直接影响材料的粘附性能。