Page 48 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）
P. 48
橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT ( PLASTICS)
有学者提出用 PE 等聚合物材料代替 PAN [50] ，这其中 力组装等。微流控芯片的材料主要包括金属、聚合
激光就可以用在热处理阶段，使高分子发生交联反应 [51] 。 物、玻璃等。其中聚合物材料有环氧树脂、聚甲基丙
北京化工大学杨卫民团队主要研究激光在聚合物相关 烯酸甲醋 (PMMA)、聚碳酸酷 (PC) 和聚二甲基硅氧烷
领域的研究，一是利用激光的高能可控，在聚合物原 (PDMS) 等。
丝制备中，利用激光将部分聚合物碳化作为碳纤维生
长的前驱体，该研究可能将促进碳纤维的生长制备 ；
二是利用激光的超高温对碳纤维进行石墨化处理，通
过实验探究，激光石墨化大大提高了碳纤维的石墨化
程度，提高了碳纤维的模量 [52~53] 。
图 7 光固化聚合物微结构 [46]
热固化及光固化高分子材料是用于微流控芯片制
造的两种主要材料。如常用的热固化 PDMS 材料，激
光可以做去除、改性的工作，制备多层柔性的微流控
图 6 微型超级电容器的制造方案 [55] 芯片 [58] 。对于光固化材料，可借助立体光刻技术以及
而在其他碳材料方面，Lin 等 [54] 利用二氧化碳激 基于双光子聚合效应的微立体光刻技，实现高精度加
光器用聚合物薄膜中利用三维网络生产和制作多孔石 工 [59] ，图 7 展示了用于微流控芯片的光固化聚合物三
墨烯薄膜。sp-3 碳原子通过脉冲激光辐照光热转化为 维微结构。
sp-2 碳原子，由此产生的激光诱导石墨烯 (LIG) 具有
很高的导电性，该研究有利于碳纳材料的低成本制备。 3 结论
Li 等 [55] 利用激光诱导石墨烯在聚酰亚胺薄膜上制备 激光凭借其高密度、高能量、可控性强，无污染
出全固态、柔性、对称和不对称的微超级电容器，如 等一系列优势，无论在科学研究还是在实际生产中，
图 6。这些微型超级电容器的能量密度与商用锂薄膜 都有广泛的应用价值。尤其在塑料化工行业未来面临
电池相当，但其功率密度比商用锂薄膜电池高两个数 的产能以及环境方面的压力，激光技术的扩展与应用，
量级，具有良好的机械灵活性。Chyan 等 [56] 报告了一 为该行业开辟了一条新路，并有能力为此催生更多的
种使用多脉冲激光划片的方法，以广泛的基底为激光 创新。
诱导石墨烯。该研究提出任何可以转化为无定形碳的
前体都可以通过这种多重 lase 方法转化为石墨烯。这 参考文献 ：
[1] 吴勇 . 塑料加工最新技术 —— 激光加工 [J]. 橡塑技术与装备，
可能是一种普遍适用的技术，用于在各种不同的基片
2007,33(5):23~27.
上形成石墨烯，如柔性或甚至可生物降解的可食用电 [2] 王又良 . 激光加工的最新应用领域 [J]. 应用激光，2005,25
子产品。 (5):329~332.
[3] 郭华锋，李菊丽，孙涛 . 激光切割技术的研究进展 [J]. 徐州工
2.5 激光在聚合物基微流控芯片制造应用 程学院学报 : 自然科学版，2015,30(4):71~78.
微流控芯片是一种安全、高效、便携的实验平台， [4] Choudhury I A，Shirley S. Laser cutting of polymeric
其在化学、生物医疗等方面具有巨大的潜力，是关于 materials: an experimental investigation [J]. Optics & Laser
材料、生物、电子、机械等多学科交叉的领域 [57] 。微 Technology, 2010,42(3): 503~508.
[5] 章辰，袁根福，丛启东 . 碳纤维复合材料激光切割综述 [J]. 玻
流控芯片内部的各种功能组件能够胜任精密的实验过 璃钢 / 复合材料，2017(04):99~103.
程。对于微流控芯片的制备，激光技术是先进维纳制 [6] 蒋翼，陈根余，周聪，等 . 碳纤维复合材料皮秒激光切割工艺
研究 [J]. 激光技术，2017,41(06):821~825.
造方面的重要技术手段，可以在微小空间内实现结构
[7] 秦才宝 . CO 2 激光非垂直切割高分子材料理论与试验研究 [D].
的制作。目前关于激光微流控芯片加工技术主要原理 浙江工业大学，2017.
有 ：激光烧蚀、激光光聚合、激光光还原、激光光动 [8] 荣烈润 . 激光微细孔加工技术及其应用 [J]. 机电一体化，
8
·30· 第 45 卷 第 期
