近日，中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室在飞秒激光辅助制备磁控可调谐功能表面方面取得新进展：利用飞秒激光与形状记忆聚苯乙烯薄膜相结合，通过模板转印的方法高效制备了高深宽比磁响应微板阵列结构，并利用该结构制备了多功能“双面神”结构。相关成果以“Multi-functional Janus microplates arrays actuated by magnetic fields for water/light switch and bio-inspired assimilatory coloration” 为题发表于《先进材料》上（Adv. Mater. 2018, 07507）。

  自然界中广泛存在着可以对外界刺激做出反应，动态改变表面形貌或表面性能的生物，例如含羞草会在外界激励下闭合叶子；蜜蜂可以动态改变舌头的润湿性以减少能量损耗；变色龙和章鱼可以根据环境调节皮肤或身体的颜色，从而实现有效的伪装。由于在微流体装置，软体机器人和生物医学方面的应用前景，基于动态调谐结构表面启发的人工材料在学术研究以及实际应用中受到了广泛的关注。

  该工作介绍了一种新颖的高深宽比磁响应微板阵列结构以及基于微板阵列的多功能“双面神”结构制备方法。通过将高效、灵活的激光微纳加工技术与具有热缩性质的形状记忆聚合物相结合，利用掺杂羰基铁粉的PDMS进行转印，实现了高深宽比磁响应微板阵列结构的高效制备，并在此基础上通过简单的表面修饰（超疏水喷涂、激光扫描和表面涂覆等）实现了多功能“双面神”结构的制备，展示了一种高效的多功能化的磁控可调谐结构制备范例。

图1. （a）高深宽比磁响应微板阵列的制备过程。（b）磁场仿真及磁响应微板阵列沿磁场方向弯曲。（c）固化前无磁化的微板与固化前磁化的微板。（d）-（f）磁响应微板结构在不同方向磁场作用下弯曲。

  文章还概念性展示了多功能“双面神”磁响应微板阵列结构在可控水滴/光学开关和可控表面颜色切换方面的应用。研究结果揭示了磁响应可调谐结构在微流体、生物医学以及光学应用方面的新型能力。

  该研究工作由中国科学技术大学工程与材料科学实验中心支持完成。论文第一作者为工程科学学院硕士生蒋绍军，通讯作者为微纳米工程实验室胡衍雷副教授、吴东教授。该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.201807507