【摘 要】
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以超疏水表面为基底的微图案化表面因为其独特的亲-疏效应,已广泛应用于材料、生物、微流控、微电子等诸多领域。而目前的亲-疏表面的制备方法存在诸如灵活性差、步骤多等问
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以超疏水表面为基底的微图案化表面因为其独特的亲-疏效应,已广泛应用于材料、生物、微流控、微电子等诸多领域。而目前的亲-疏表面的制备方法存在诸如灵活性差、步骤多等问题。光化学反应具有反应快速、反应条件温和、反应易于控制等优点,本论文基于光化学反应,制备了多种反应性(超)疏水表面,进一步利用这种表面的反应性来实现表面功能化与图案化,并将这种方法用于制备具有亲疏水通道的纸芯片中。具体工作如下:(一)反应性(超)疏水表面的制备:利用紫外光引发的自由基聚合反应制备了聚甲基丙烯酸羟乙酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯(HEMA-EDMA)多孔表面,在此基础上利用光化学反应对HEMA-EDMA表面进行了进一步的修饰,成功制备了四种反应性(超)疏水表面,即氟硅烷(FOS)表面、氟硫醇(FDT)表面、二(十二烷基)二硫醚(Do D)表面和烯/炔烃(Alkene/Alkyne)表面,并利用扫描电镜和拉曼光谱仪对修饰前后的HEMA-EDMA多孔膜进行了表征。(二)反应性(超)疏水表面的功能化与图案化:利用基于二硫键的反应性(超)疏水表面(DRSS)所具有的高度反应活性,可与烯烃、二硫化物、硫醇、炔烃和环氧等物质发生反应从而实现DRSS的功能化修饰,并且修饰后的二硫表面还能被再次修饰,具有可逆性。此外,通过覆盖光掩膜可实现DRSS的图案化修饰。例如利用荧光染料对DRSS进行局部修饰后制备了多种荧光图案且图案的分辨率达到20μm,而利用亲水基团对DRSS进行局部改性后可得到亲疏水图案化修饰的表面。进一步,我们对反应性(超)疏水表面的紫外稳定性和热稳定性进行了研究。(三)反应性亲疏水表面在纸芯片方面的应用:通过乙烯基三氯硅烷处理纸张后,利用硫醇-烯烃点击化学反应可得到不同功能化修饰的纸张。同时,通过改变光掩膜的形状可获得不同的图案,具有很好的可控性和较高的分辨率。此外,这种功能化方法可用于制备亲疏水通道的纸芯片,并可实现乳酸和尿素的检测。
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