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微流控芯片作为21世纪最重要的前沿技术之一,是将生物或化学实验室集成在一块几平方厘米甚至更小的芯片上,具有高效率、高精度、低成本且便携性好等优点。其在生物医疗、化学检测、食品卫生、环境保护、药物合成与筛选、新材料制备等领域呈现出极其广阔的应用前景。随着研究的不断深入,对芯片功能的要求也不断增加,其中对芯片微流道内超疏水改性的课题就吸引着众多学者。现有的微流控芯片制造技术通常是将微流控芯片制造和微流道表面疏水改性处理分开进行,本文提出了一种“一步”制得微流控芯片和微流道内超疏水表面织构的方法,旨在实现大规模、高效率、低成本制造。 针对目前市场上应用的一款较为简单的四通道“直线”芯片,研究了超疏水模板的制备和压印成型技术。研究内容分为以下几个部分: (1)采用化学刻蚀法分别对Al/SiC复合材料、45#钢进行超疏水表面制备,研究了蚀刻液浓度和蚀刻时间对疏水效果的影响,得到制备超疏水模板的最优参数。其中,Al/SiC复合材料所制得的超疏水表面接触角为157.02°,45#钢的为156.29°,两者润湿性相差无几。 (2)初选45#钢制备母模针对PMMA材料基片进行热压成型实验。通过单因素实验,研究了温度、压力、保压时间对样品微流道上宽复制精度、表面接触角、表面滚动角和边长变形量4个考察指标的影响规律。再设计正交实验对工艺参数进行优化,得出最优工艺参数组合为145℃、0.8MPa压力、120s保压时间,用该参数连续做10组样品得到上宽平均复制精度99.29%,表面平均接触角151.37°,表面平均滚动角11.3°,边长平均变形程度8.9%的较稳定的实验结果。 (3)用最优参数于Al/SiC复合材料母模做压印成型实验,结果显示其疏水性能和45#钢母模压印的基片相当,但耐磨性却不如45#钢。 (4)运用成熟的键合工艺对基片进行封装,搭建微流道通液观测系统,分别定性观测了液体在微流道底部和侧壁的疏水性能。观测结果显示微流道底部和侧壁均具有疏水性能。