由氨基聚二甲基硅氧烷和共轭聚合物组成的薄膜及水溶性聚合物点所产生的荧光光图案

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Fluorescent Photopatterns from Thin Films and Aqueous Polymer Dots Composed of Aminated Polydimethylsiloxane and a Conjugated Polymer

本研究提出一种简化的光刻技术，利用胺基聚二甲基硅氧烷（PDMS-NH2）和半导体聚合物（如F8BT）形成微米级发光图案。通过水溶性聚合物微珠（Pdots）法，实现了更高的图案精度和均匀荧光，其机制为Pdots间形成网络结构。该方法无需多组分树脂体系，降低成本并减少环境污染。

　　

发光材料及其他功能性材料的微尺度图案化在光电子学、传感器阵列、防伪技术以及许多其他技术和应用中具有重要意义。光刻是一种成熟且高效的方法，其中多组分树脂是常用的材料。在这里，我们展示了一种在方法和配方上大幅简化的光刻技术：仅需两种成分即可实现图案化——一种是胺基化的聚二甲基硅氧烷（aminated polydimethylsiloxane），另一种是半导体聚合物（semiconductor polymer）。这种半导体聚合物兼具两个功能：一是为光刻图案赋予荧光特性，二是催化单线态氧（singlet oxygen）参与反应，从而促进胺基化聚二甲基硅氧烷链之间的亚胺键（imine bond）形成和交联。在大多数实验中，我们使用了聚(9,9-二辛基芴-alt-苯并噻二唑)（F8BT）与氨基丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（PDMS-NH₂）的组合；不过，多种共轭半导体聚合物也显示出适用于该方法的潜力。通过旋涂这两种聚合物制备的薄膜，或使用这两种聚合物制备的纳米级聚合物点（Pdots）的水溶液，均能够获得精度和分辨率达到数十微米的荧光图案。与薄膜方法相比，水溶液法制备的图案具有更高的保真度，并且在微尺度上表现出更均匀的荧光分布。通过对水溶液中的Pdots进行进一步研究，我们发现它们能够在基底表面发生交联，形成较大的离散颗粒，并在这些颗粒之间构建网络结构。这种无需使用树脂的简单方法有望降低成本和减少废弃物产生，同时便于废弃物管理，并消除多组分树脂配方可能带来的荧光淬灭效应。