高分子：生物構造を模倣した高解像度印刷基盤としてのフォーム形成フォトポリマー

自然は、階層的な長さスケールにわたる物理過程と生化学過程の豊かな統合を通して、骨からバナナの皮まで、多種多様なフォーム（泡構造）材料を創り出している。今回我々は、光誘起された空間的制御が可能なフォーム形成プロセスであるディープ・フォーム・フォトリソグラフィーを提示する。このプロセスでは、光増感高分子（ポリマー）フィルムに、深く透過するUVA光を照射すると、フィルムの深さ全体にわたってポリマーの切断と架橋の両方が始まる。低浸透圧によって駆動される弱溶媒のケースII浸透が、細孔の核生成、膨張、制御可能な粘弾性的崩壊を引き起こし、架橋ネットワーク内のポリマー断片の局所的可溶化を通してフォームが形成される。自然界の乱雑構造に由来する白色との類似性によって、インクを用いない白色およびグレースケールの印刷が可能になり、その解像度は、回折色を生み出すのに十分な約2万dpiに達した。この手法は、機械的に膨張・崩壊した高アスペクト比（20倍）のフォームを印刷できるという独特な特徴を持ち、崩壊の制御によって、ハスの葉のような超撥水性を持つ階層的に粗い表面が形成された。ディープ・フォーム・フォトリソグラフィーは、非晶質（アモルファス）や半結晶性のさまざまなポリマー材料を用いて、フィルムとファイバーの両方に適用された。発泡性、ぬれ性、光学特性、局所的な厚さのマイクロメートルレベルの空間的差異をパターン化することによって、高解像度印刷、マイクロ流体工学、液体やコロイド物質のピコリットル単位での捕捉が可能となる。

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