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微褶皱能以低廉的价格大规模生产。其在可伸缩电极、微透镜、可伸缩光栅和微流体通道等领域具有广泛应用前景。非线性平板理论解释了一维结构、鱼骨状、迷宫状、笼目结构和棋盘结构等不同图案褶皱的形成机理。本文通过改变应力形式、薄膜和基体的厚度等实验条件,在金-聚二甲基硅氧烷(PDMS)双层结构上制作了不同图案的褶皱。 机械拉伸实验可以制作垂直于拉伸方向的褶皱。本文制作了一维褶皱和环形褶皱。褶皱周期为几百纳米到几微米。在边缘区域,由于金膜的厚度较小,褶皱的周期小于中间区域。受泊松比的影响,在一维褶皱和环形褶皱上均出现了严重的裂痕。环形褶皱有着显著的聚光效果。本文利用环形褶皱制作了一种柔性的薄型聚光透镜。 在热应力实验中,通过改变基底厚度和形状,制作了一维形状、鱼骨状、迷宫状和“万”形褶皱。不同的褶皱形态具有不同的能量状态。在薄膜受到压应力时,虽然褶皱的能量状态比平板的能量状态低,但平板到褶皱之间存在能垒。冲击试验可以使样品越过能垒。 在热应力实验中,通过显微镜观察,发现了从小泡模式到迷宫状褶皱的自发转变。这个实验和相关文献中的理论计算结果证明了薄膜的变形程度决定了褶皱的模式。变形程度较小时,发生小泡模式;变形程度较大时,发生迷宫状褶皱模式。利用基底厚度控制变形程度获得了稳定的小泡模式。 综上,本文利用薄膜的屈曲现象制作了几种微结构。这些微结构可以用来制作柔性透镜、陷光结构和微流体通道。这些应用是我们未来的研究方向。本文的工作为这些应用奠定了基础。