摘要

微纳制造中固液耦合界面的毛细力牵引行为可能影响微结构的稳定性,造成结构变形或倒塌。本文基于飞秒激光双光子打印、显影后溶剂蒸发诱导毛细力牵引过程,对单个和双倾斜微板结构在毛细力下的变形行为进行研究。通过建立固液耦合界面下的倾斜微板毛细力作用模型,综合研究了倾斜度、微板高度和结构间距离对毛细力牵引下微结构形态(内组装、倾斜和外倒塌)的影响。结果表明固液耦合界面下毛细力对结构变形行为,主要取决于结构所受毛细力(内、外毛细力)和自身支撑力之间的竞争关系。本研究的理论分析、实验结果和仿真模拟表明,在高纵横比倾斜微结构阵列中,可以通过临近结构的耦合设计避免不对称毛细力诱导下的微结构坍塌。该工作对涉及固液耦合情况的倾斜型、高纵横比微纳米结构加工制造具有最重要的参考意义。