本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種聚合物納米柱陣列的無(wú)需模板的制備方法。

背景技術(shù)：

自二十世紀(jì)九十年代初，納米技術(shù)逐步開始興起，納米技術(shù)的發(fā)展和研究帶來(lái)了信息、能源、交通、醫(yī)藥、食品、紡織、環(huán)保等諸多領(lǐng)域的新變革，已大大提升我們的生活質(zhì)量。隨著時(shí)間的推移，納米材料研究和應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大。在納米材料的初期主要研究集中在納米顆粒以及由它們組成的薄膜與塊體。此后納米材料研究對(duì)象又涉及到納米絲、納米管、微孔和介孔材料等。而具有高度一致性和具備大規(guī)模生產(chǎn)潛力的納米材料陣列也一直是也一直是研究的熱點(diǎn)。

特別是，形成聚合物的納米陣列，特別是在聚合物表面制備納米陣列(納米線、納米柱)一直受到廣泛的關(guān)注。在聚合物表面的豎直排列的規(guī)律性的一維納米線陣列，其在表面粘合、減反射、化學(xué)傳感、藥物輸運(yùn)、超疏水表面、甚至半導(dǎo)體、光電器件等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

傳統(tǒng)制備豎直納米線陣列主要有兩類方法：一種是“自上而下”法，代表性技術(shù)包括短波長(zhǎng)光刻或電子束光刻等，但這些方法需要精密設(shè)備、成本昂貴，特別是電子束光刻掃描時(shí)間長(zhǎng)、加工效率很低，不適用在大面積材料表面使用；另一種是“自下而上”法，代表性技術(shù)為犧牲模板法，但該類方法步驟繁瑣，納米線的尺寸和形貌受限于模板的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)率低且成本高昂。

本發(fā)明人注意到已有很多專利申請(qǐng)對(duì)納米陣列的制備做出了研究。例如，中國(guó)專利申請(qǐng)CN104803348A(下稱文獻(xiàn)1)，即涉及了“一種犧牲模板制備高深寬比聚合物納米柱陣列的方法”；根據(jù)該方法能夠在一定程度上有效地制備出深度寬度可控的聚合物納米陣列。但是在文獻(xiàn)1公開的方法中，必不可少的需要使用特定條件的納米孔陣列結(jié)構(gòu)作為模板，在得到所需的聚合物納米陣列后，還需要將納米孔模板進(jìn)行腐蝕；這顯然在一方面阻礙了制備效率；并且在大規(guī)模的制備工藝條件下，腐蝕工藝所必須的毒性化學(xué)藥品而帶來(lái)的對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響也是不可忽視的。

又如，中國(guó)專利申請(qǐng)CN102916083A公開了一種鈮薄膜材料的納米線光探測(cè)器的制備方法；該方法中涉及了利用掩模圖案和等離子體蝕刻方法除去不希望的材料部分從而得到納米線或納米陣列結(jié)構(gòu)。然而，固定的掩模圖案顯然阻礙了進(jìn)一步提升大規(guī)模制備的效率和控制納米結(jié)構(gòu)的方便性和可能性。

因此，還渴望獲得和急需一種既高度可控，又能夠快速成型、適用性廣、成本較低且大面積的制備豎直納米線/納米柱陣列的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種聚合物納米陣列高度可控，又能夠快速成型、適用性廣、成本較低且大面積的制備垂直納米線/納米柱陣列的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一種聚合物納米柱陣列的無(wú)模板制備方法，所述方法包括：

提供一種聚合物，所述聚合物具有表面；

在所述聚合物的所述表面上沉積未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層，通過(guò)所述沉積形成所述聚合物的被所述金屬層覆蓋的暫時(shí)保護(hù)區(qū)，以及未被所述金屬層覆蓋的暴露區(qū)；

對(duì)沉積有所述金屬層的聚合物的表面進(jìn)行蝕刻，使得未被所述金屬層覆蓋的暴露區(qū)被蝕刻，而被所述金屬層覆蓋的所述暫時(shí)保護(hù)區(qū)未被蝕刻，或者使得被所述金屬層覆蓋的所述暫時(shí)保護(hù)區(qū)的蝕刻速率相比暴露區(qū)而言更慢，由此形成聚合物的納米柱陣列。上述的提供聚合物、沉積未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層、以及對(duì)沉積有所述金屬層的聚合物的表面進(jìn)行蝕刻的工藝步驟可連續(xù)依次地執(zhí)行。

本發(fā)明的技術(shù)方案不需要任何模板或掩模(mask)工藝即可實(shí)現(xiàn)聚合物的納米柱陣列。因而非限制性地，本發(fā)明可僅由上述的步驟構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所制備得到的納米柱(納米線)直徑在10-400nm(納米)之間，優(yōu)選地在20-300nm，最優(yōu)選地在50-200nm之間，或在100-200nm之間；所得到的納米柱或納米線的長(zhǎng)度可在1-50μm，優(yōu)選地在3-30μm，更優(yōu)選地在5-20μm之間。

在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，其中所述未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層是以分散的金屬納米顆粒的形式存在。

在另一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，可以通過(guò)磁控濺射或電子束蒸鍍的工藝在聚合物的所述表面上沉積所述未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層。

在本發(fā)明的濺射工藝中，可采用金或鉑或其他惰性金屬作為濺射靶材，在濺射工藝中，氬氣流量可控制在10-200SCCM，氣壓可控制在1-100mtor，濺射功率可控制在50-400W，濺射溫度可控制在40-100℃，蝕刻時(shí)間可控制在1-20分鐘。

事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，首先需要在聚合物表面上形成不連續(xù)的金屬膜。形成所述狀態(tài)的金屬膜可以采用任何已有的成膜方法。以磁控濺射為例，在氬粒子的轟擊下，金屬原子團(tuán)簇或顆粒從靶材脫落，沉積在聚合物材料表面，在膜厚度很小的情況下，沉積的金屬原子團(tuán)尚未連續(xù)成膜，并且在一些時(shí)候，形成許多分散的納米顆粒；在隨后對(duì)沉積有金屬薄膜的聚合物表面進(jìn)行蝕刻。圖1清楚地表達(dá)出蝕刻的過(guò)程：初始階段被金屬納米顆粒(或未連續(xù)的金屬膜)覆蓋的位置被暫時(shí)保護(hù)，沒(méi)有被蝕刻，而暴露的區(qū)域被刻蝕，從而在聚合物表面產(chǎn)生納米尺度的凸起。隨著蝕刻工藝的進(jìn)行，在凸起的位置，表面局部曲率變大；隨著豎直方向的蝕刻不斷進(jìn)行，由此形成一維方向上(優(yōu)選地垂直所提供的聚合物表面)的納米柱(納米線)結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，其中所述蝕刻采用反應(yīng)離子蝕刻工藝(RIE)。

在優(yōu)選的技術(shù)方案中，在實(shí)施上述的反應(yīng)離子蝕刻工藝(RIE)中采用的氣氛為氧氣、氬氣以及四氟化碳?xì)怏w。

事實(shí)上，根據(jù)發(fā)明人的大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然采用其他氣體組分同樣能夠完成本發(fā)明，但是在優(yōu)選的方案中，采用“氧氣+氬氣+四氟化碳”的氣氛組合，能夠取得較佳的蝕刻效果。當(dāng)采用上述組合時(shí)，氬氣的刻蝕機(jī)制為垂直于聚合物表面的物理刻蝕，氧氣和四氟化碳的刻蝕機(jī)制為各向同性的化學(xué)刻蝕，這種混合氣體既能夠加快刻蝕速率有能夠保證刻蝕方向垂直于聚合物表面。更優(yōu)選地，在實(shí)施反應(yīng)離子蝕刻工藝時(shí)，按照提及流量比例，氧氣：氬氣：四氟化碳的比為1:1:(3-4)。

本發(fā)明的蝕刻氣氛中，還可包括六氟化硫。

在又一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層的厚度為1-20nm。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)施相應(yīng)的沉積工藝，例如濺射和蒸鍍沉積的時(shí)間較短或功率較小時(shí)，容易形成不連續(xù)狀態(tài)的金屬層。而發(fā)明人通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金屬層的厚度能夠控制在20nm或以下時(shí)，通常能夠保證聚合物表面形成不連續(xù)的膜，從而便于后續(xù)的蝕刻工藝的進(jìn)行。在很多情況下，如果所沉積的金屬以分散的納米顆粒形式存在于所述聚合物表面時(shí)，上述厚度也相應(yīng)地對(duì)應(yīng)于納米顆?；蚣{米團(tuán)簇的高度。優(yōu)選地，上述不連續(xù)的金屬層的厚度處于1-10nm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的另一方面，還提供了一種利用沉積未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層以及反應(yīng)離子蝕刻工藝來(lái)控制聚合物納米柱陣列的方法，所述方法包括以下步驟：

提供一種聚合物，所述聚合物具有相應(yīng)的表面；

在所述聚合物的所述表面上沉積得到未形成連續(xù)膜狀態(tài)的金屬層；通過(guò)所述沉積形成所述聚合物的被所述金屬層覆蓋的暫時(shí)保護(hù)區(qū)，以及未被所述金屬層覆蓋的暴露區(qū)；

對(duì)沉積有所述金屬層的聚合物的表面進(jìn)行蝕刻，使得未被所述金屬層覆蓋的暴露區(qū)被蝕刻，而被所述金屬層覆蓋的區(qū)域未被蝕刻，或者使得被所述金屬層覆蓋的所述暫時(shí)保護(hù)區(qū)的蝕刻速率更慢，從而得到聚合物納米柱陣列；其中

通過(guò)控制沉積所述金屬層的時(shí)間，以及對(duì)沉積有所述金屬層的聚合物的表面進(jìn)行蝕刻的時(shí)間和/或功率來(lái)控制所得到的聚合物納米柱陣列中的納米柱的直徑、長(zhǎng)度以及所形成的納米柱的密度。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以容易地通過(guò)控制金屬沉積時(shí)間以及后續(xù)的蝕刻工藝(例如時(shí)間和工藝)來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)于納米線陣列的密度和納米線的直徑等的控制。更具體而言，在一定范圍內(nèi)的沉積時(shí)間越久，金屬納米顆粒尺寸越大越密，制備的納米線的直徑也越大，密度越高；同時(shí)納米線的長(zhǎng)度可以通過(guò)刻蝕時(shí)間來(lái)控制，刻蝕時(shí)間越久，納米線越長(zhǎng)。

發(fā)明人希望強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明僅僅采用簡(jiǎn)單的沉積金屬工藝(例如濺射法沉積)外加蝕刻工藝(例如RIE)即能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于納米陣列制備，以及對(duì)納米陣列的密度、尺寸、長(zhǎng)度的控制，這與現(xiàn)有技術(shù)的其他方法存在本質(zhì)不同。例如所例舉的文獻(xiàn)2所代表的半導(dǎo)體工藝中，雖也能夠控制所形成的納米陣列的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，但其必須使用抗蝕劑并對(duì)抗蝕劑進(jìn)行特定的圖案化(patterning)工藝，其控制難度工序復(fù)雜程度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本發(fā)明的技術(shù)方案。

在另一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案中，通過(guò)控制沉積所述金屬層的時(shí)間來(lái)得到不同厚度的金屬層，當(dāng)金屬薄膜的厚度從大約1nm增加到大約4nm的時(shí)，所得到的納米的密度相應(yīng)地從大約10⁴mm^-2增加到大約10⁷mm^-2。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金屬沉積時(shí)間再進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，例如，當(dāng)金屬薄膜的厚度大于10nm時(shí)，納米線的密度開始出現(xiàn)下降。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，聚合物納米柱陣列的材料優(yōu)選為PMMA、PS、PDMS、PET、PTFE、和/或Kapton聚合物材料。換言之，本發(fā)明的實(shí)施方案，可以對(duì)上述PMMA、PS、PDMS、PET、PTFE、和/或Kapton聚合物材料的表面實(shí)施沉積工藝，進(jìn)而通過(guò)后續(xù)蝕刻工藝形成相應(yīng)聚合物的納米柱陣列材料。

在又一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，本發(fā)明所沉積的金屬選自惰性金屬，更優(yōu)選地選自金或鉑。惰性的金屬可以較好地起到在后續(xù)蝕刻工藝中保護(hù)所覆蓋(保護(hù))的聚合物的表面的部分，從而有助于產(chǎn)生希望效果的聚合物納米柱陣列。

以下，將結(jié)合本發(fā)明的附圖和具體實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明作出更加詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的聚合物納米柱陣列的無(wú)模板制備方法的原理性示意圖。

圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施方案，在分別在PMMA,PS,PDMS,PET,PTFE,和Kapton表面實(shí)施本發(fā)明技術(shù)方案所得到的聚合物納米柱陣列的掃描電子顯微鏡(SEM)的制備結(jié)果；其中

圖2a是利用PMMA作為聚合物材料制備的納米柱陣列的SEM圖像；圖2b是利用PS作為聚合物材料制備的納米柱陣列而獲得的SEM圖像；圖2c是利用PDMS作為聚合物材料制備的納米柱陣列而獲得的SEM圖像；圖2d是利用PET作為聚合物材料制備的納米柱陣列而獲得的SEM圖像；圖2e是利用PTFE作為聚合物材料制備的納米柱陣列而獲得的SEM圖像；圖2f是利用Kapton作為聚合物材料制備的納米柱陣列而獲得的SEM圖像。

具體實(shí)施方式

以下，為了更加清楚的對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，闡述了本發(fā)明的若干個(gè)技術(shù)方案及用于對(duì)比的若干個(gè)技術(shù)方案。然而，本部分僅僅舉例說(shuō)明了要求保護(hù)的一些具體實(shí)施方案，其中一個(gè)或更多個(gè)技術(shù)方案中所記載的技術(shù)特征可以與任意的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案相組合，這些經(jīng)組合而得到的技術(shù)方案，只要其不違背本發(fā)明的精神，其也在本申請(qǐng)保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：PMMA聚合物納米柱陣列的制備

選用PMMA襯底(聚甲基丙烯酸甲酯/亞克力)，利用已有方法使得襯底具有基本平坦的表面；隨后清洗聚合物的表面，先后用異丙醇和去離子水超聲清洗1分鐘；采用磁控濺射在聚合物表面沉積金的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為80W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積膜的厚度約2nm(可控制最大處膜厚度或成膜部分的平均膜厚)；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為10，10，30SCCM，氣壓為15mtor，射頻功率為300W，溫度為50攝氏度，刻蝕時(shí)間10min，刻蝕速率約為300nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為3微米。

圖1清楚地描述了本發(fā)明制備工藝的原理和過(guò)程。在氬粒子的轟擊下，金原子團(tuán)簇或顆粒從靶材脫落，沉積在聚合物材料表面，在膜厚度很小的情況下，沉積的金原子團(tuán)尚未連續(xù)成膜，并且在一些時(shí)候，形成許多分散的納米顆粒；在隨后對(duì)對(duì)沉積有金屬薄膜的聚合物表面進(jìn)行蝕刻。初始階段被金納米顆粒(或未連續(xù)的金膜)覆蓋的位置被暫時(shí)保護(hù)，沒(méi)有被蝕刻，而暴露的區(qū)域被刻蝕，從而在PMMA表面產(chǎn)生納米尺度的凸起。隨著蝕刻工藝的進(jìn)行，在凸起的位置，表面局部曲率變大，使豎直方向的刻蝕速率較沒(méi)有凸起的位置更快，而使豎直方向的刻蝕持續(xù)進(jìn)行下去，因此形成一維方向上(優(yōu)選地垂直所提供的聚合物表面)的納米柱結(jié)構(gòu)。

圖2a是利用SEM測(cè)試得到的PMMA聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的制備工藝，在PMMA表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的PMMA納米柱陣列，所得到的納米柱陣列排列整齊，直徑在100-200nm之間。所得到的SEM測(cè)試結(jié)果顯示，本發(fā)明的工藝能夠以快速，簡(jiǎn)省，高效地方式制備得到聚合物納米柱陣列產(chǎn)品。

實(shí)施例2：PS聚合物(聚苯乙烯)納米柱陣列的制備

本實(shí)施方案選用聚苯乙烯(PS)作為待制備納米柱的聚合物材料，采用與實(shí)施例1相同的方式清洗聚合物基材。采用磁控濺射在聚合物表面沉積金的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為80W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積厚度約5nm；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為10，10，40SCCM，氣壓為20mtor，射頻功率為300W，溫度為50攝氏度，刻蝕時(shí)間10min，刻蝕速率為200nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為2微米。

圖2b是利用SEM測(cè)試得到的PS聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，在PS表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的PS納米柱陣列，所得到的納米柱陣列排列整齊，直徑在100nm左右。對(duì)比圖2a可以看出，本實(shí)施例制備的聚合物納米柱陣列的密度略高于實(shí)施例1，納米柱的直徑小于實(shí)施例中PMMA的納米柱直徑。

實(shí)施例3：PDMS聚合物(聚二甲基硅氧烷)納米柱陣列的制備

本實(shí)施方案選用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為待制備納米柱的聚合物材料，采用與實(shí)施例1相同的方式清洗聚合物基材。采用磁控濺射在聚合物表面沉積鉑的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為80W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積厚度約8nm；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為10，10，30SCCM，氣壓為20mtor，射頻功率為300W，溫度為50攝氏度，刻蝕時(shí)間5min，刻蝕速率為200nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為1微米。

圖2c是利用SEM測(cè)試得到的PDMS聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，在PDMS表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的PDMS納米柱陣列，所得到的納米柱陣列相比實(shí)施例1和2密度更高，且直徑更窄，直徑80nm左右。從對(duì)比可以看出，本實(shí)施例制備的聚合物納米柱陣列的通過(guò)調(diào)控濺射參數(shù)和蝕刻參數(shù)，所獲得的納米柱的直徑小于實(shí)施例1和2中的納米柱陣列直徑，并且獲得更高的納米柱陣列的排列密度。

實(shí)施例4：PET聚合物(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸類塑料)納米柱陣列的制備

本實(shí)施方案選用PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸類塑料)作為待制備納米柱的聚合物材料，采用與實(shí)施例1相同的方式清洗聚合物基材。采用磁控濺射在聚合物表面沉積鉑的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為100W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積厚度約20nm；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為10，10，30SCCM，氣壓為20mtor，射頻功率為400W，溫度為50攝氏度，刻蝕時(shí)間10min，刻蝕速率為300nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為3微米。

圖2d是利用SEM測(cè)試得到的PET聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，在PET表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的PET納米柱陣列，所得到的納米柱陣列相比前述實(shí)施例而言，雖然在實(shí)施過(guò)程中增大了濺射的功率和時(shí)間，但是由于金屬顆粒覆蓋逐漸完整化，所獲得的聚合物陣列的密度反而出現(xiàn)了下降，且直徑也相對(duì)較粗，達(dá)到200nm左右或更大。從對(duì)比可以看出，當(dāng)濺射的時(shí)間和長(zhǎng)度超過(guò)一定限度時(shí)，所獲得的聚合物陣列的密度逐漸下降，而納米柱的直徑逐漸粗化。

實(shí)施例5：PTFE聚合物(聚四氟乙烯)納米柱陣列的制備

本實(shí)施方案選用PTFE(聚四氟乙烯)作為待制備納米柱的聚合物材料，采用與實(shí)施例1相同的方式清洗聚合物基材。采用磁控濺射在聚合物表面沉積鉑的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為100W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積厚度約10nm；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為15，10，30SCCM，氣壓為15mtor，射頻功率為400W，溫度為55攝氏度，刻蝕時(shí)間10min，刻蝕速率為300nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為3微米。

圖2e是利用SEM測(cè)試得到的PTFE聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，在PTFE表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的PTFE納米柱陣列，直徑也相對(duì)較粗，達(dá)到150-200nm之間。

實(shí)施例6：Kapton材料納米柱陣列的制備

本實(shí)施方案選用Kapton材料作為待制備納米柱的聚合物材料。

Kapton是一種市售可得的商品化的聚合物材料，其屬于聚酰亞胺聚合物材料。本實(shí)施方式也可以采用其他類型的聚酰亞胺材料。在實(shí)施例6中，采用與其他實(shí)施方式相同的工藝清洗聚合物基材。采用磁控濺射在聚合物表面沉積鉑的不連續(xù)薄膜或團(tuán)簇狀的金粒子團(tuán)，氬氣流量100SCCM，氣壓10mtor，射頻功率為100W，沉積速率0.1nm每秒，控制沉積厚度約10nm；刻蝕工藝中，氬氣、氧氣和四氟化碳的流量分別為15，10，30SCCM，氣壓為15mtor，射頻功率為400W，溫度為55攝氏度，刻蝕時(shí)間10min，刻蝕速率為300nm/min,納米線的長(zhǎng)度約為3微米。

圖2f是利用SEM測(cè)試得到的Kapton聚合物表面的掃描電子顯微鏡圖像。如圖中可以清晰地看出，在Kapton表面上形成了垂直于所提供聚合物襯底方向的垂直生長(zhǎng)的Kapton納米柱陣列所獲得的納米柱陣列形貌和參數(shù)與實(shí)施例5中的相似。

從本發(fā)明以上例舉的具體實(shí)施方式可以看出，本發(fā)明簡(jiǎn)單的制備工藝可以通過(guò)金屬層的疊加和蝕刻工藝實(shí)現(xiàn)聚合物材料的納米柱陣列的制備，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的批量生產(chǎn)，例如，根據(jù)設(shè)備的腔體尺寸本發(fā)明能夠一次性制備基材直徑達(dá)8-12英寸的聚合物表面上的納米陣列，這樣的大規(guī)模制備的產(chǎn)品能夠有效地應(yīng)用于氣敏傳感器、甚至有機(jī)LED，有機(jī)FET，和有機(jī)太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域中。

雖然本發(fā)明內(nèi)容包括具體的實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是在不偏離本權(quán)利要求和其等同物的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例做出各種形式上和細(xì)節(jié)上的改變。本文中描述的實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為只在說(shuō)明意義上，并非為了限制的目的。在每一個(gè)實(shí)施例中的特征和方面的描述被認(rèn)為適用于其他實(shí)施例中的相似特征和方面。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)受到具體的描述的限定，而是受權(quán)利要求技術(shù)方案的限定，并且在本權(quán)利要求和其等同物的范圍內(nèi)的所有變化被解釋為包含在本發(fā)明的技術(shù)方案之內(nèi)。