[发明专利]一种纳米通孔阵列聚合物模板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米通孔阵列聚合物模板及其制备方法，其制备方法包括：在基底上形成光刻胶层；在光刻胶层上形成聚合物基体层；制作纳米压印模具；在纳米压印模具上沉积一层抗粘层；将模具与聚合物基体层的上表面叠合，通过纳米压印系统中进行压印至光刻胶层；依次去除模具层、基底、光刻胶层，得到具有纳米通孔阵列的聚合物模板。本发明不仅工艺简单、成本低，而且可以制备具有高深宽比、较小尺寸的通孔阵列的聚合物模板，可在微纳生物、医药、光学、传感、信息等领域获得广泛应用。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，更具体地，涉及一种纳米通孔阵列聚合物模板及其制备方法。

背景技术

纳米通孔阵列聚合物模板的制备是一项具有重要应用背景的技术。由于其为微纳米通孔结构且具有较大的深宽比，这种特殊的结构特征赋予了其特殊的功能和应用。例如，3D纳米电穿孔(3D NEP)聚合物生物芯片。

到目前为止，有许多方法被用于制备阵列聚合物模板，如电子曝光刻蚀、电化学刻蚀。但是，上述方法都具有一定的局限性，如电子曝光刻蚀技术效率低，成本高；电化学刻蚀难以制备线宽在100nm以下的通孔模板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低廉、工艺简单的纳米通孔阵列聚合物模板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种纳米通孔阵列聚合物模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在基底上形成一层光刻胶层；

步骤S2：在光刻胶层上方形成聚合物基体层；

步骤S3：制作纳米压印模具，在模具表面形成与聚合物基体上的纳米通孔阵列形状、尺寸及间距一致的纳米阵列柱；

步骤S4：在纳米压印模具的具有纳米阵列柱侧沉积一层抗粘层；

步骤S5：将沉积抗粘层后的模具的纳米阵列柱侧与聚合物基体层的上表面叠合，放入到纳米压印系统中进行压印至光刻胶层；

步骤S6：去除模具层；

步骤S7：去除基底；

步骤S8：去除光刻胶层，得到具有纳米通孔阵列的聚合物模板。

优选地，所述聚合物基体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、或环烯烃共聚物、或可降解聚合物。

优选地，所述抗粘层材料为全氟四氢基硅烷；所述纳米压印模具的材质为硅或镍；所述基底的材质为硅或二氧化硅或石英玻璃。

优选地，所述步骤S1和S2中，采用旋涂或涂覆的方法形成光刻胶层和聚合物模板层。

优选地，采用掩模干法或湿法刻蚀工艺制作所述纳米压印模具。

优选地，采用化学气相沉积自组装单分子薄膜的方法制备所述抗粘层。

一种纳米通孔阵列聚合物模板，其特征在于，在聚合物模板上形成有至少一个纳米通孔。

优选地，所述聚合物模板为聚甲基丙烯酸甲酯、或环烯烃共聚物、或可降解聚合物制得的具有一定厚度的模板。

优选地，所述纳米通孔为等直径通孔、或圆台形通孔、或异形通孔。

优选地，所述圆台形通孔的顶面孔直径为200nm～500nm，底面孔直径为1um～2um；所述等直径通孔的孔直径为200nm～2um。

从上述技术方案可以看出，本发明提出的在聚合物模板上制备纳米通孔阵列的方法工艺简单、工艺条件温和，制得的纳米通孔阵列的形状、间距和大小适用范围广，能够满足对极小尺寸通孔的需求。

附图说明