聚合物微納米結(jié)構(gòu)由于獨(dú)特的物理和化學(xué)功能而受到越來越多的關(guān)注，可以廣泛應(yīng)用于微流控、有機(jī)光電子、生物檢測等方面。在聚合物微納米結(jié)構(gòu)制造方法中，空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變成形技術(shù)由于在材料普適性、結(jié)構(gòu)均勻性等方面的獨(dú)特優(yōu)勢，獲得了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。“空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變成形”工藝采用結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電模板與涂覆有聚合物薄膜的導(dǎo)電襯底作為對電極，形成誘導(dǎo)模板/空氣/聚合物/導(dǎo)電襯底的多層結(jié)構(gòu)。電極對之間施加電壓后，因模板結(jié)構(gòu)的調(diào)制，在空氣-聚合物界面處形成隨空間位置變化的電場。這種“空間調(diào)制電場”產(chǎn)生的 Maxwell 應(yīng)力張量驅(qū)動聚合物朝向誘導(dǎo)模板運(yùn)動，形成具有一定形貌或尺寸的聚合物微納米結(jié)構(gòu)。 

    數(shù)值模擬：針對目前線性穩(wěn)定分析方法在空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變成形方面的不適用性，本章兼顧微納米尺度效應(yīng)，建立了基于電流體動力學(xué)的兩相流動力學(xué)模型，并從力學(xué)分析角度出發(fā)研究了聚合物在空間調(diào)制電場作用下的流動成形機(jī)理，探討了成形過程中電場與聚合物流場間的耦合關(guān)系，深入理解空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變成形的本質(zhì)原因。

    兩相流動力學(xué)模型 ：由于聚合物復(fù)形過程中誘導(dǎo)模板與導(dǎo)電襯底的固定性，聚合物誘導(dǎo)流變過程的動態(tài)演變可歸結(jié)于外加電場作用下聚合物氣液界面的動態(tài)追蹤，在此，采用兩相流模型描述氣液界面形貌的演變狀態(tài)。在描述空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變行為中，需要解決的關(guān)鍵問題為：（1）電場與流場的耦合，即電場如何對流場產(chǎn)生作用力，流場如何影響電場分布；（2）準(zhǔn)確的追蹤氣液界面，即如何展現(xiàn)電場誘導(dǎo)聚合物流變成形的動態(tài)過程。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，兩相流模型包括以下三個方面：（1）電場，即 Maxwell 方程，描述外加電壓下聚合物與空氣內(nèi)部的空間調(diào)制電場分布；（2）流場，即 Navier-Stokes方程，描述流體（包含空氣與聚合物）的流變狀態(tài)；（3）相場，即 Cahn-Hilliard 方程，描述流體狀態(tài)屬性以及氣液界面的運(yùn)動過程。

    微納尺度效應(yīng) ：采用兩相流動力學(xué)模型描述空間調(diào)制電場誘導(dǎo)聚合物流變復(fù)形過程需要引入尺度效應(yīng)的影響在微納尺度下，各種宏觀狀態(tài)下不明顯的現(xiàn)象逐漸凸顯出來，其中，最主要的幾個尺度效應(yīng)包括表面張力、氣液固三相交界接觸角、邊界速度滑移以及黏度效應(yīng)。

  驗(yàn)證微尺度效應(yīng)

聚合物流變階段

  

  強(qiáng)調(diào)制狀態(tài)復(fù)形過程

  過調(diào)制狀態(tài)復(fù)形過程（施加電壓42V）

  初始時刻氣液界面電場力分布

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