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  江南大學青年教師李文兵與哈爾濱工業大學冷勁松院士團隊在《Small》期刊上發表了題為Application and development of shape memory micro/nano patterns的綜述文章，該綜述系統性地介紹了形狀記憶微/納米圖案的類別，對形狀記憶微/納米圖案的制備方法進行了總結，并對其在各個領域的潛在應用進行了歸納總結，最后提出了形狀記憶微/納米圖案的不足以及未來的發展方向。

圖1 形狀記憶微/納米圖案的分類、應用和驅動方法的總結

  形狀記憶微/納米圖案可以大致分為四種類型：微溝槽、微孔、微柱陣列、表面微褶皺等。圖2、3、4、5分別是不同的微/納米圖案分類。

  微溝槽是微/納米圖案中的一種重要圖案，在SMP膜表面形成微溝槽排列，在受到外界刺激情況下產生微觀形變，目前來說在微圖案上進行細胞培養可以探究表面拓撲結構對于細胞的影響作用，表面微/納米圖案的變化可以誘導細胞分化、改變黏附方向等，因此微圖案結構可用于細胞研究。其中微溝槽由于其較大的接觸面積，以及在動態變化過程中較大的形貌變化，有利于探究細胞在微圖案表面的變化，例如細胞與微形貌間的相互作用、細胞的運動性等。此外，利用微溝槽的變化也可以用于探究其他物理性質變化，如潤濕性、光學性質等。

圖2 形狀記憶微/納米溝槽圖案

  微柱陣列是微/納米圖案中應用較廣泛的一類，通常由一類相同的圖案組成，例如高長徑比的微柱、微正方體、微錐等，圖案的差異會導致表面性質的不同，由于形狀記憶效應，微柱陣列在表面潤濕性的控制、細胞培養的動態控制、可變換顏色的光學產品等方面表現出色。

圖3 形狀記憶微/納米柱陣列圖案

  形狀記憶微孔相較于其他形狀的微/納米圖案研究較少，主要用于細胞培養、可調潤濕性和抗菌表面的研究。

圖4 形狀記憶微/納米孔圖案

  褶皺是一種自然界常見的現象，較柔軟的內部組織支撐的相對較硬的皮膚在壓縮應力下會形成褶皺，而在表面上起皺是由于施加橫向壓縮應變或應力形成的，SMP作為表面褶皺的基底擁有其獨特優勢。

圖5 形狀記憶微/納米褶皺、裂紋圖案

  形狀記憶微/納米圖案通過形狀記憶聚合物和微/納米圖案技術結合，在表面形成了不同的表面微/納米結構，制備方法也是不同的，主要有熱壓印光刻法、復制模刻法、自組裝以及其他方法（微注射成型、激光燒蝕、反應離子蝕刻等方法）。圖6、7分別介紹了不同的制備方法。

圖6 形狀記憶微/納米圖案的制備方法：A、B熱壓印光刻法；C復制模刻法

圖7 形狀記憶微/納米圖案的制備方法：A、B微/納米褶皺圖像；C、D自組裝法

  形狀記憶微/納米圖案的應用主要集中于智能膠粘劑、可調潤濕性、微光學產品以及在生物醫學方面的應用。圖8、9、10、11、12分別介紹了各種潛在的應用。

圖8 形狀記憶微/納米圖案智能膠粘劑的潛在應用：A、B智能可逆膠粘劑；C可轉移印刷

圖9 形狀記憶微/納米圖案超浸潤表面的潛在應用：A-E智能防冰表面；F-H液滴存儲

圖10 形狀記憶微/納米圖案微光學器件的潛在應用：A-C可切換透明度表面；D-F動態光柵、智能窗戶和光控電子設備

圖11 形狀記憶微/納米圖案生物醫學的潛在應用：A智能抗菌表面；B、C用于細胞生長的SMP微圖案；D微型機器人手臂上SMP微圖案的應用

圖12 形狀記憶微/納米圖案其他的潛在應用：A SMP微圖案用于構建3D電路；B納米摩擦發電機；C超適應性光子圖案皮膚

  江南大學青年教師李文兵為該論文的第一作者和通訊作者，哈爾濱工業大學劉彥菊教授為該論文的共同通訊作者。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202105958