可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法

本发明涉及微纳加工，更具体的，涉及可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法。

背景技术：

1、手性是指一个物体与其镜像不能重合的现象。在分子医药领域，即使是相同的分子构成，手性不同也会导致不同的物理性质、化学性质，也就是说，手性药物分子的对映异构体具有不同的药理作用——有效抑或是有毒。例如，r构型(右旋)的沙利度胺具有镇静作用、可以减轻孕吐，但s构型(左旋)的沙利度胺不仅无镇静作用，还会导致胎儿畸形。再比如，手性农药通常只有一种有效，其他类型无效或会对环境造成污染。手性物质的检测拥有巨大价值，基于手性结构可以实现手性物质的检测，因此研究结构手性切换的方法非常重要。

2、目前的微结构加工方法中，聚焦离子束(fib)技术、电子束光刻(ebl)技术、传统的飞秒激光加工技术是较常使用的几种方式。其中，前两种方式存在成本高、设备昂贵的缺点，并且加工出的微结构在进行自组装时具有随机性，难以调谐；后一种方式加工的微结构旋向单一，不具备可调谐性能。

3、因此，如何实现微结构的手性切换是发明人重点研究的方向。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有微结构难以实现手性切换的问题，提供了可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法。

2、本发明采用以下技术方案实现：

3、本发明公开了可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，包括以下步骤：

4、步骤一，获取刺激响应聚合物作为加工材料；

5、其中，刺激响应聚合物为ph响应聚合物材料或光热响应聚合物材料；

6、步骤二，将刺激响应聚合物置于加工基底上、形成加工面，并采用飞秒激光在加工面加工出微结构；

7、其中，微结构为m个立柱组成的阵列，m个立柱绕着阵列中心周向均匀分布；m≥2；

8、第m个立柱的轴心与阵列的中心形成连线am；第m个立柱的外侧向两区域沿立柱轴向分成两个区域cm和dm，cm的交联密度高于dm的交联密度，cm、dm的交界线形成平面bm；am与bm平行；m∈[1,m]；

9、若将第m个立柱绕着阵列中心转动至第n个立柱所处位置，第m个立柱与第n个立柱完全重合；n∈[1,m]，m≠n；

10、步骤三，对加工面进行显影处理，得到显影后的微结构；

11、步骤四，将显影后的微结构先后置于两种不同的刺激响应环境中，利用溶液蒸发产生的毛细力完成微结构自组装，利用自组装的可逆性、和微结构在不同刺激响应环境的各向异性来完成手性切换；

12、其中，若刺激响应聚合物为ph响应聚合物材料，则两种不同的刺激响应环境包括酸性响应溶液、碱性响应溶液；

13、若刺激响应聚合物为光热响应聚合物材料，则两种不同的刺激响应环境包括无光线照射环境下的去离子水响应溶液、有光线照射环境下的去离子水响应溶液。

14、该种可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法实现根据本公开的实施例的方法或过程。

15、与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

16、1，本发明采用飞秒激光加工技术对刺激响应聚合物进行加工，使加工出的立柱在侧向两区域具有不同的交联密度，从而可以在不同刺激响应环境中实现微结构的自组装以及手性可逆性切换。

17、2，本发明的微结构基于飞秒激光加工，可降低尺寸大小，达到亚微米至二三十微米的数量级。

技术特征：

1.可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤一中，所述刺激响应聚合物为高分子响应材料。

3.根据权利要求1所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤二中，使用飞秒激光双光子加工平台对加工面进行加工；

4.根据权利要求2或3所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，对于第m个立柱，cm和dm交联密度比为7:3。

5.根据权利要求2所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤二中，微结构为五立柱阵列。

6.根据权利要求2所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤三中，将加工面置于显影液中进行显影，去除多余刺激响应聚合物；

7.根据权利要求1所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤四中，

8.根据权利要求7所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，对于第m个立柱，当cm膨胀形变大于dm膨胀形变时，立柱向dm侧产生手性弯曲；当cm膨胀形变小于dm膨胀形变时，立柱向cm侧产生手性弯曲。

9.根据权利要求6或7所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤四中，

10.根据权利要求6或7所述的可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法，其特征在于，步骤四中，

技术总结
本发明涉及微纳加工技术领域，更具体的，涉及可切换手性的微结构的激光加工及手性切换方法。本发明获取刺激响应聚合物作为加工材料，然后将刺激响应聚合物置于加工基底上、形成加工面，并采用飞秒激光在加工面加工出微结构；接着对加工面进行显影处理，得到显影后的微结构；再将显影后的微结构先后置于两种不同的刺激响应环境中，进行微结构自组装以及手性切换。本发明采用飞秒激光加工技术对刺激响应聚合物进行加工，使加工出的立柱在侧向两区域具有不同的交联密度，从而可以在不同刺激响应环境中实现微结构的自组装以及手性可逆性切换。本发明解决了现有微结构难以实现手性切换的问题。

技术研发人员：劳召欣,胡海健,吴思竹,李鑫凯,祁乔乔
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1