Структуры, обладающие высоким соотношением длины к ширине, находят применение во многих областях науки и техники, таких как сенсорика, хранение информации, создание эмиссионных элементов. Определенные классы этих структур позволяют придать адгезивные свойства поверхности, на которой они закреплены. В этом случае необходимо достигнуть максимальной анизотропии частиц и добиться их вертикального расположения относительно подложки. Для синтеза таких структур были предложены различные методики – электронная литография, АСМ-литография, растягивание полимерной пленки и т.д..

В данной работе был использован метод синтеза подобных структур из полиуретанакрилата (ПУА). На первой стадии кремниевая матрица, полученная методом фотолитографии, была обработана FOTCS (CF3(CF2)5CH2CH2SiCl3), который, формируя слой толщиной в одну молекулу, упрощает разделение структуры и матрицы. Далее матрицу заполняли небольшим количеством мономера, способного схватываться при облучении ультрафиолетом; при этом использовались три вещества - ПУА с модулем упругости 19,8 МПа, ПУА с модулем упругости 320 МПа и тефлон с модулем упругости 1,9 ГПа. После удаления матрицы при помощи электронного пучка удавалось «загнуть» стержни, составляющие структуру материала; при этом варьировалось время выдержки и угол облучения пучком (Рис.1).

Полученные результаты показывают, что при большем наклоне стержней к поверхности адгезия возрастает за счет увеличения площади контакта, причем прослеживается линейная зависимость между этими параметрами (Рис.2). При помощи этой методики удалось увеличить силу адгезии на 70% для мягкого и на 41 % для жесткого ПУА и на 129 % (!) для тефлона, что свидетельствует о чрезвычайной эффективности этой модификации стержневых наноструктур для увеличения адгезии. Следует отметить то, что в зависимости от направления приложения силы адгезия может меняться (Рис.3a). В качестве наглядной демонстрации возможностей этих структур был проведен эксперимент с подвешиванием гантели на нить, закрепленную на образце (Рис.3b)