20世纪70年代,人们第1次提出微针的概念,但当时的生产工艺达不到制作微针的精度要求。直至90年代微机电系统(MEMS)及其制造工艺得到快速发展时,微针的加工与应用才再一次进入研究人员的视线。由于微针给药具有快速、高效、无痛和药物利用率高等诸多优势,美容行业对**美容微针强烈的市场需求也成为了驱动微针研究快速发展的动力,即为一种常见的商品化聚合物美容微针。微针针体是空心或实心的微米级结构,类似于常用的医用注射针头,并按照一定的排列方式分布于基板上。可用于制造微针的材料多种多样,其中聚合物微针以其优异的生物相容性、可降解性能、稳定的力学和化学性能及相对于硅和金属等传统微针材料更加低廉的成本而受到人们的亲睐。就给药结构而言,北京刻蚀微纳加工实验室,北京刻蚀微纳加工实验室,微针主要分为实心和空心两大类,展示了几种不同结构形式的医用聚合物微针,北京刻蚀微纳加工实验室。在我国,微纳制造技术同样是重点发展方向之一。北京刻蚀微纳加工实验室
Mems加工工艺和微纳加工大体上都是一样的,只是表述不一样而已,MEMS即是微机械电子系统,大多时候等同于微纳系统是根据产品需要,在各类衬底(硅衬底,玻璃衬底,石英衬底,蓝宝石衬底等等)制作微米级微型结构的加工工艺。微纳传感器加工工艺制作的微型结构主要是作为各类传感器和执行器等,其中更加器件原理需要而制作的可动结构(齿轮,悬臂梁,空腔,桥结构等等)以及各种功能材料,本质上是将环境中的各种特征参数(温度,压力,气体,流量等等)变化通过微型结构转化为各种电信号(电压,电阻,电流等等)的差异,以实现小型化高灵敏的传感器和执行器。北京刻蚀微纳加工实验室微纳加工设备主要有:光刻、刻蚀、成膜、离子注入、晶圆键合等。
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。
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。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。
微纳测试与表征技术是微纳加工技术的基础与前提,它包括在微纳器件的设计、制造和系统集成过程中,对各种参量进行微米/纳米检测的技术。微米测量主要服务于精密制造和微加工技术,目标是获得微米级测量精度,或表征微结构的几何、机械及力学特性;纳米测量则主要服务于材料工程和纳米科学,特别是纳米材料,目标是获得材料的结构、地貌和成分的信息。在半导体领域人们所关心的与尺寸测量有关的参数主要包括:特征尺寸或线宽、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未来,微纳测试与表征技术正朝着从二维到三维、从表面到内部、从静态到动态、从单参量到多参量耦合、从封装前到封装后的方向发展。探索新的测量原理、测试方法和表征技术,发展微纳加工及制造实时在线测试方法和微纳器件质量快速检测系统已成为了微纳测试与表征的主要发展趋势。未来几年微纳制造系统和平台的发展前景包括的方面:智能的、可升级的和适应性强的微纳制造系统。北京刻蚀微纳加工实验室
微纳加工中,材料湿法腐蚀是一个常用的工艺方法。北京刻蚀微纳加工实验室
基于掩模板图形传递的光刻工艺可制作宏观尺寸的微细结构,受光学衍射的极限,*适用于微米以上尺度的微细结构制作,部分优化的光刻工艺可能具有亚微米的加工能力。例如,接触式光刻的分辨率可能到达0.5μm,采用深紫外曝光光源可能实现0.1μm。但利用这种光刻技术实现宏观面积的纳米/亚微米图形结构的制作是可欲而不可求的。近年来,国内外比较多学者相继提出了超衍射极限光刻技术、周期减小光刻技术等,力求通过曝光光刻技术实现大面积的亚微米结构制作,但这类新型的光刻技术尚处于实验室研究阶段。北京刻蚀微纳加工实验室
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