[发明专利]非平面图案化纳米结构表面及用于其制造的印刷方法

权利要求书

1.一种用于将图案施加到非平面表面的设备，所述非平面表面的至少一部分具有曲率半径，所述设备包括：

压模，所述压模包括具有第一主表面的弹性体印模，其中所述印模的所述第一主表面具有延伸远离基本上平面的基部表面的图案元件的浮雕图案，并且其中每个图案元件包括横向尺寸大于0且小于5微米的压印表面，

墨，所述墨被吸收到所述印模的所述压印表面中，所述墨包括官能化分子，所述官能化分子具有被选择用于化学键合到所述非平面表面的官能团；

第一运动控制器，所述第一运动控制器支撑所述压模，并适于相对于所述非平面表面移动所述印模；

第二运动控制器，所述第二运动控制器适于移动所述非平面表面；以及

力控制器，所述力控制器用于控制在所述印模上的所述压印表面与所述非平面表面之间的界面处的力；其中

所述第一运动控制器和所述第二运动控制器以相对运动的方式移动所述印模和所述非平面表面，使得所述压印表面接触所述非平面表面，以向所述非平面表面赋予图案元件的布置，并且其中所述印模与所述非平面表面之间的相对运动由所述力控制器调节，以：

(1)控制在所述压印表面与所述非平面表面之间的界面处的接触压力，以及

(2)在所述压印表面和所述非平面表面彼此接触时，允许所述界面处的接触力变化；

并且其中以相对运动的方式移动所述印模和所述非平面表面使得以分步重复的方式将所述图案元件的浮雕图案施加到所述非平面表面的多个不同部分。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述非平面表面是辊的外表面。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述压印表面包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，并且其中所述官能化分子是选自烷基硫醇、芳基硫醇以及它们的组合的有机硫化合物。

4.一种使用如权利要求1-3中任一项所述的设备将图案施加到非平面表面的方法，其中所述非平面表面的至少一部分具有曲率半径，所述方法包括：

提供具有主表面的印模，所述主表面包括延伸远离基本上平面的基部表面的图案元件的浮雕图案，并且其中每个图案元件包括横向尺寸大于0且小于5微米的压印表面；

在所述压印表面上施加墨，所述墨包括官能化分子，所述官能化分子具有被选择用于化学键合到所述非平面表面的官能团；

定位所述印模，以引起所述非平面表面与所述印模的所述主表面之间的滚动接触；

使所述图案元件的所述压印表面与所述非平面表面接触，以在所述非平面表面上形成官能化材料的自组装单层(SAM)，并且向所述非平面表面赋予图案元件的布置；以及

相对于所述非平面表面平移所述印模的所述主表面，其中平移所述印模的所述主表面包括：

(1)控制在所述压印表面与所述非平面表面之间的界面处的接触压力，以及

(2)在所述压印表面和所述非平面表面彼此接触时，允许所述界面处的接触力变化；以及

以分步重复的方式重新定位所述印模，以将所述图案元件的布置施加到所述非平面表面的多个不同部分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中控制所述压力以在所述界面处保持基本上恒定的接触压力。

6.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述压印表面上已知位置处的接触面积来控制所述接触压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述压印表面上已知位置处的所述接触面积是实验获得的。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述压印表面上已知位置处的所述接触面积是从建模获得的。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述非平面表面是选自金、银、铂、钯、铜和合金以及它们的组合的金属。