莆田量子微纳加工

微纳制造技术属国际前沿技术，作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键，其研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。以聚合物为基础材料的微纳系统在整个微纳系统中占有极其重要地位，是较具产业化开发前景的微纳系统之一，聚合物微纳制造技术也已经开始得到应用并具有极大的发展空间。集中介绍了多种典型聚合物微纳器件及系统，并对微注塑成型、微挤出成型和微纳压印成型等聚合物微纳制造技术进行了系统的阐述，比较了各种聚合物微纳制造技术的优缺点和使用条件。末尾，结合国内外研究人员的研究成果，对聚合物微纳制造技术的未来发展做出展望。微纳制造技术是指尺度为毫米、微米和纳米量级的零件。莆田量子微纳加工

微纳加工技术是先进制造的重要组成部分，是衡量国家高级制造业水平的标志之一，具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点，在推动科技进步、促进产业发展、拉动科技进步、保障**安全等方面都发挥着关键作用。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。比较显然，微纳加工技术与微电子工艺技术有密切关系。微纳加工大致可以分为“自上而下”和“自下而上”两类。“自上而下”是从宏观对象出发，以光刻工艺为基础，对材料或原料进行加工，较小结果尺寸和精度通常由光刻或刻蚀环节的分辨力决定。“自下而上”技术则是从微观世界出发，通过控制原子、分子和其他纳米对象的相互作用力将各种单元构建在一起，形成微纳结构与器件。莆田量子微纳加工微纳结构器件是系统重要的组成部分，其制造的质量、效率和成本直接影响着行业的发展。

微纳制造包括微制造和纳制造两个方面。(1)微制造有两种不同的微制造工艺方式，一种是基于半导体制造工艺的光刻技术、LIGA技术、键合技术、封装技术等，这些工艺技术方法较为成熟，但普遍存在加工材料单一、加工设备昂贵等问题，且只能加工结构简单的二维或准三维微机械零件，无法进行复杂的三维微机械零件的加工；另一种是机械微加工，是指采用机械加工、特种加工及其他成形技术等传统加工技术形成的微加工技术，可进行三维复杂曲面零件的加工，加工材料不受限制，包括微细磨削、微细车削、微细铣削、微细钻削、微冲压、微成形等。(2)纳制造纳制造是指具有特定功能的纳米尺度的结构、器件和系统的制造技术，包括纳米压印技术、刻划技术、原子操纵技术等。

聚合物等温微纳米热压印技术同时适用于结晶型聚合物和非晶型聚合物，研究人员分别选用PP和PMMA作为两类聚合物的象征，对较优加工工艺及其内在成型机理展开探索。结果表明，对PMMA等非晶型聚合物而言，模具温度设定在Tg附近即可获得成型效果优异的微纳结构制品；在加工PP等结晶型聚合物时，模具温度则应设置在Tm以下40~60℃的温度区间内。利用聚合物等温微纳米热压印技术制得的微纳结构制品结构稳定，微纳结构一致性高且成型效率高。目前，聚合物等温微纳米压印方法的相关中心技术已申请国家发明专利和PCT国际专利。相信在全球范围内的微纳制造技术研发大潮中，聚合物等温微纳米热压印技术的出现会为研究人员提供新的灵感和动力。光刻胶是微纳加工中微细图形加工的关键材料之一。

21世纪，人们仍会不断追求条件更好且可负担的医疗保健服务、更高的生活品质和质量更好的日用消费品，并竭力应对由能源成本上涨和资源枯竭所带来的风险等“巨大挑战”。它们也是采用创新体系的商品扩大市场的推动力。微纳制造技术过去和现在一直都被认为在解决上述挑战方面大有用武之地。环境——采用更少的能源与原材料。从短期来看，微纳制造技术不会对环境和能源成本产生重大的影响。受到当前加工技术的限制，这些技术在早期的发展阶段往往会有较高的能源成本。与此同时，微纳制造一旦成熟，将会消耗更少的能源与资源，就此而言，微纳制造无疑是一项令人振奋的技术。例如，与去除边角料获得较终产品不同的是，微纳制造采用的积层法将会使得废料更少。随着创新型纳米制造技术的发展，现在对化石燃料的依存度已经开始下降了，二氧化碳的排放也随之降低，大气中氮氧化物和硫氧化物的浓度也减少了。在过去的几年中，全球各地的研究机构和大学已开始集中研究微观和纳米尺度现象、器件和系统。莆田量子微纳加工

微纳加工平台主要提供微纳加工技术工艺。莆田量子微纳加工

仿生学是近年来发展起来的一门工程技术与生物科学相结合的交叉学科。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，试图在技术上模仿植物和动物在自然中的功能，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。就聚合物仿生功能材料而言，在聚合物材料表面加工出不同形式的微纳结构就会赋予材料不同的性能。超疏水表面是指水滴在表面的接触角大于150°，同时滚动角小于10°的一种特殊表面。在过去的20年里，超疏水表面诱人的潜在应用价值已经引起了科学家们极大的兴趣。自然界中，荷叶表面是超疏水的典型象征，其表面的接触角高达160°。展示了荷叶的超疏水效果及其表面微观结构。荷叶表面的这种超疏水特性是由微米乳突和低表面能的蜡状晶体共同引起的。通过在聚合物材料表面构建类荷叶状的周期性微纳米结构可以获得具有优异超疏水性能的聚合物制品，可用于汽车后视镜等有防水防雾需求的场合。莆田量子微纳加工

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