微纳米尺度的表面结构具有独特的光学和力学性能，一直以来都是科学研究和工业实践的热点之一。自组装技术是近年来发展的一种重要的制造技术，以其制备方式简单、构造图案复杂的优点推进了一些特定表面的应用。光控表面失稳结构是一种利用力学自组装原理的全新表面结构。表面失稳结构通常由两层或多层具有弹性模量差异的材料构成，当其表面层弹性模量远大于底层弹性模量时，在面内压缩应力的作用下，系统将产生分岔点失稳，从而形成表面失稳力学自组装结构。传统的双层表面失稳结构由于表面失稳区域边界定义困难，难以进行有序性调控；由于制备方式复杂，难以大面积生产；由于尺寸相对较大，难以发挥微结构的独特物理性质。

光控力学自组装结构是采用光学调控策略的表面失稳力学自组装结构，其利用光敏化学物质在紫外光(UV)照射下发生化学反应，从而由产生体积、弹性模量等物理性质的改变，调控光的空间分布即可实现自由定制边界的图案化力学自组装结构，其非接触的特性也有利于力学自组装结构的大面积制造。为此，课题组前期积累了大量的光控力学自组装结构的制备经验，目前已经一定程度上实现对表面失稳自组装结构的大范围可控性制备。

因此，目前课题组规划开展关于光控力学自组装结构的进一步前沿性研究，旨在构建有序性更强、可控性更好的光控力学自组装结构，并在此基础上利用微纳表面结构的光学特性再调控光，探索出一条基于“光-力-光”的新型力学自组装结构调控策略，并开发全新应用。

相关研究工作积累：

本课题组在微纳尺度表面失稳力学方面有长期研究积累，在仿生自组装微纳褶皱结构制备工艺、形貌测量与有序化设计方法方面具有丰富的研究经验; 相关研究成果在Cell姊妹刊Matter, Nature Communications, National Science Review, Science Bulletin, Advanced Materials, Advanced Functional Materials等国际著名期刊上发表SCI论文50余篇，申请/授权国家发明专利10余项。

目前，课题组已经积累了大量的光控力学自组装结构的制备经验，并形成了工艺全流程多参数的控制策略，通过改变薄膜材质、薄膜厚度等基本参数实现表面失稳力学自组装结构的尺度大小调控，通过改变掩膜版形状、曝光时间等参数实现表面失稳力学自组装结构形貌的取向性调控，通过改变材料属性、界面粘附强度等参数实现表面失稳力学自组装结构的屈曲失稳模态调控。光学方面，已实现了全透明的表面失稳力学自组装结构的透射式光栅的制备，其具备柔性可拉伸、光栅参数可调谐、制备工艺简单等优势，目前工作已通过理论阐释了微纳结构透射式光栅的干涉原理，通过实验验证了其在光加密、气体检测等方向具有巨大的应用潜力和应用价值。

在本课题组的前期支持下，相关的毕业设计成果获上海交通大学机械与动力工程学院2023年度本科生优秀毕业设计一等奖，获得2023 年中国大学生机械工程创新创意大赛:“明石杯”微纳传感技术与智能应用赛决赛一等奖，毕业设计成员获评2023年上海交通大学优异学士学位论文。相关深入研究工作已经发表在权威期刊Advanced Materials上，并亟待进一步探索和深入的研究。