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  作為一種異質(zhì)異構(gòu)集成技術(shù)，轉(zhuǎn)印技術(shù)能夠?qū)⒉煌咨戏植嫉碾娮釉凑赵O(shè)計(jì)好的二維或三維圖案在同一基底上進(jìn)行集成，在可延展柔性無(wú)機(jī)電子器件和Micro-LED顯示器等微納電子器件制造領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。以聚合物材料為主的印章轉(zhuǎn)印技術(shù)以其對(duì)元件無(wú)污染，粘附調(diào)控便捷，轉(zhuǎn)印速度快等特點(diǎn)受到較大的關(guān)注。但是，當(dāng)前的轉(zhuǎn)印技術(shù)有兩大難點(diǎn)：一是印章與脆薄元件的接觸可能導(dǎo)致脆薄元件的損壞；二是印章和接收基底的接觸式轉(zhuǎn)印方式限制了接收基底的材料和形狀。為了擺脫轉(zhuǎn)印對(duì)接收基底的依賴，有研究者提出了非接觸式轉(zhuǎn)印技術(shù)，要求印章和接收基底在印刷過(guò)程中不接觸。激光驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)印技術(shù)是一種典型的非接觸式轉(zhuǎn)印技術(shù)，激光通過(guò)印章對(duì)元件的高速?zèng)_擊，使非接觸式轉(zhuǎn)印成為了可能，是目前轉(zhuǎn)印技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。但傳統(tǒng)的激光驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)印技術(shù)在應(yīng)用中往往存在印章材料的損耗問(wèn)題，導(dǎo)致印章無(wú)法重復(fù)利用。此外，脆薄元件在轉(zhuǎn)移過(guò)程中容易因印章的接觸壓力而產(chǎn)生破損。因此，理想的轉(zhuǎn)印技術(shù)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：1.非接觸式轉(zhuǎn)印，擺脫接收基底的約束，能夠?qū)⒃D(zhuǎn)移到任意基底上（如粗糙面，球面，花瓣和液滴等等）；2.對(duì)元件無(wú)損傷。這里的無(wú)損傷包括了激光對(duì)元件的無(wú)損傷和印章與元件接觸時(shí)的無(wú)損傷；3.印章材料可重復(fù)利用；4.加工步驟簡(jiǎn)易。

  針對(duì)該挑戰(zhàn)，浙江大學(xué)宋吉舟教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于水凝膠相變鼓包的激光驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)印技術(shù)。他們?yōu)橛≌略O(shè)計(jì)了五層結(jié)構(gòu)，自上而下分別是玻璃，印章外殼，相變層（水凝膠材料），激光吸熱層和粘附層。玻璃和印章外殼的設(shè)計(jì)都是為了印章的移動(dòng)以及減少相變層失水。

  該技術(shù)利用紅外激光進(jìn)行快速加熱，印章與元件接觸面積的降低和高速鼓包帶來(lái)的沖擊力，實(shí)現(xiàn)了元件的非接觸式印刷；印章以水凝膠材料為主，因此印章極為柔軟，大大降低了印章對(duì)元件的接觸壓力，避免了元件的損傷；水凝膠材料在激光開(kāi)關(guān)切換下實(shí)現(xiàn)了液氣相變和氣液相變的可逆轉(zhuǎn)變，這意味著印章表面的鼓包是可逆的，保證了印章的可重復(fù)利用；此外，整個(gè)印章在能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性轉(zhuǎn)印的同時(shí)，避免了對(duì)印章表面進(jìn)行圖案化的微納加工，簡(jiǎn)化了加工步驟。

  全文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2318739121