印章法製備的物理或化學圖案化表面具有廣泛的應用，方法原理為首先將墨水吸附到印章表面，然後將印章表面與基底表面接觸，從而使墨水從印章表面轉移到基底表面。上個世紀90年代中期，哈佛大學George M. Whitesides教授課題組利用印章原理髮明了軟接觸列印技術（Soft Lithography）。為提高軟接觸列印解析度，美國西北大學Chad A. Mirkin教授課題組於2008年開發了聚合物蘸筆技術（Polymer Pen Lithography）。然而，上述技術從原理上存在一個缺陷：印章表面吸附的墨水的量有限，連續列印中列印次數存在上限；並且在連續列印中因印章表面墨水的逐漸減少，從而導致列印到基底上的墨水量逐漸衰減。
針對這一挑戰，德國奧斯納布呂克大學Martin Steinhart教授課題組與德國卡爾斯魯厄理工學院Michael Hirtz博士課題組合作，設計開發了一種多孔海綿狀聚合物印章，實現了墨水連續高品質大面積（cm2）的列印（圖1）。該研究結果近日以「Scanner-Based Capillary Stamping」為題發表在材料學頂級期刊《Advanced Functional Materials》雜誌上。
在本工作中，他們以嵌段共聚物聚苯乙烯-聚（2-乙烯基吡啶）（PS-b-P2VP）為模型聚合物，通過熱壓印製備圖案化印章（圖2a,b），然後通過乙醇選擇性溶質使聚合物印章產生多孔結構（圖2c,d；圖3）。
圖2、多孔印章製備過程示意圖：a)通過熱壓印製備圖案化印章；b)印章與矽模板無損自動分離；c)印章在乙醇中選擇性溶脹；d)多孔印章。
圖3、多孔印章表徵：a)多孔印章照片，其中「1」為多孔印章，「2」為多孔玻璃；b,c)多孔印章SEM俯視圖；d–f)多孔印章SEM切面圖。Scale bars：（b）100微米；（c）1微米；（d）50微米；（e,f）500納米。
圖4a–c為印章所配套的Holder,圖4d–e為掃描毛細印章列印示意圖。圖5為掃描毛細印章列印結果，墨水為oligo(1-decene)。其中圖5a,b為第1次列印循環，圖5a中紅色虛線內液滴陣列為印章中一個接觸點連續列印80次所得；圖5c,d為第10次列印循環結果。即印章中每個接觸點可以至少列印800個尺寸均勻的液滴。
此外：1）該工作中，通過調控基底表面的化學性質和列印接觸時間，可以調節所得液滴的尺寸；
2）該工作中，列印過程受電腦程式控制，印章中每個接觸點可以列印設計的液滴圖案；
3）該工作中，作者還探究了多種墨水列印的可行性。
圖4、a–c）為印章所配套的Holder；d–e）為掃描毛細印章列印示意圖。Scale bars：（a）–（c）1 釐米。
圖5、掃描毛細印章列印結果：a,b）為第1次列印循環，即a）中紅色虛線內液滴陣列為印章中一個接觸點連續列印80次所得；c,d)為第10次列印循環。Scale bars：（a）和（b）為100微米；（c）和（d）為50微米。
該論文第一作者兼通訊作者為德國奧斯納布呂克大學侯佩龍博士（目前為德國德勒斯登工業大學博士後研究員）。德國卡爾斯魯厄理工學院Ravi Kumar博士為共同一作。Ravi Kumar博士、Michael Hirtz博士和Martin Steinhart教授為論文的共同通訊作者。該工作得到德國明斯特大學Harald Fuchs教授和德國萊比錫大學Dirk Enke教授的通力合作。侯佩龍博士特別感謝武漢大學薛龍建教授多次富有成效的討論。該論文得到歐洲研究委員會ERC Consolidator Grant和德國卡爾斯魯厄理工學院的資助。
論文連結：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202001531
高分子科技原創文章。歡迎個人轉發和分享，刊物或媒體如需轉載，請聯繫郵箱：info@polymer.cn
歡迎專家學者提供稿件（論文、項目介紹、新技術、學術交流、單位新聞、參會信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，並請註明詳細聯繫信息。高分子科技®會及時推送，並同時發布在中國聚合物網上。
歡迎加入微信群 為滿足高分子產學研各界同仁的要求，陸續開通了包括高分子專家學者群在內的幾十個專項交流群，也包括高分子產業技術、企業家、博士、研究生、媒體期刊會展協會等群，全覆蓋高分子產業或領域。目前匯聚了國內外高校科研院所及企業研發中心的上萬名頂尖的專家學者、技術人員及企業家。
申請入群，請先加審核微信號PolymerChina （或長按下方二維碼），並請一定註明：高分子+姓名+單位+職稱（或學位）+領域（或行業），否則不予受理，資格經過審核後入相關專業群。