锥孔纳米阵列结构模板低成本大面积纳米制造及结构调控

昆虫复眼表面纳米锥阵列结构独特的宽谱广角增透和超疏水自清洁性能引起了科学界和产业界的高度兴趣，基于模板的纳米压印制造技术是仿生功能纳米膜低成本大面积制造最具潜力的方法。然而，三维倒锥形纳米孔阵列结构在人工仿制上举步维艰，电子束曝光等传统纳米加工技术难以制造。在本项目中，我们采用新型的纳米制造技术-基于电化学自有序法实现高度有序的锥孔阵列结构在孔间距50-500nm、长径比1-20范围内的可控制造，系统研究电解液配方、电压、电流密度、氧化-扩孔时间、循环次数、温度等实验参数对倒锥孔纳米阵列结构模板快速制造及结构调控的影响规律，研究在大面积模板制造装置下相关实验参数的优化以实现快速可控制造。该技术不仅能避免大型昂贵设备的使用、在常规实验室可完成，而且与电化学工业技术兼容、可实现低成本大面积制造，有望成为传统纳米加工技术的一种有效补充技术，为未来锥孔模板及功能纳米膜工业制造奠定扎实的技术基础。

昆虫复眼表面纳米锥阵列结构独特的宽谱广角增透和超疏水自清洁性能引起了科学界和产业界的高度兴趣，基于模板的纳米压印制造技术是仿生功能纳米膜低成本大面积制造最具潜力的方法。然而，三维倒锥形纳米孔阵列结构在人工仿制上举步维艰，电子束曝光等传统纳米加工技术难以制造。本项目重点开展了这种新型模板低成本大面积纳米制造及结构调控的研究：1）研究了规则三维纳米渐变孔形成的方法及机理；2）系统开展了纳米渐变孔周期和轮廓简易、快速、低成本定制工艺研究；3）初步设计并论证了大面积制造装置及工艺的可行性。在完成本项目任务的基础上，我们还初步探索了金属镍纳米模板的研制，并探索了模板应用的可行性，比如：在模板定制基础上，结合纳米压印技术开发了高性能仿生宽谱广角抗反射防雾功能膜及高透高雾度LED扩散板。我们研制的新型渐变孔纳米模板制造技术无需任何特殊或昂贵设备，与现有工业技术兼容，有希望成为低成本大面积实用化制造技术。