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本文综述了光蚀刻、软蚀刻、纳米蚀刻、扫描探针蚀刻、激光技术等作为微纳米制造技术和高通量装置制造技术使用的原理、应用领域及其局限,其次介绍了级联缩微技术所涉及的重要载体材料橡胶等弹性软材料及橡胶工业的发现、发展历史,橡胶种类及其主要应用,依据级联缩微技术的要求对软材料的新用途和开发高性能的新型橡胶材料作了展望。级联缩微技术不仅从技术上对现有的高通量装置和微纳米结构的各类制造技术提出挑战,同时也为传统的橡胶材料提出新的用途和挑战。在级联缩微技术卉发过程中,发现现有的弹性材料不是理想的转印介质,从纳米水平上研究了弹性材料在不同拉伸倍率下的原子力显微学。研究结果揭示了高倍率拉伸状态下膜表面的结构特征,为将来新型橡胶材料的发展和膜表面改性提供理论依据。
介绍级联缩微微纳米制造技术思想的起源、原理、特征、操作手续以及在微纳米制造、多元材料的同步操作和抗体、DNA微阵列等生物芯片制造等领域的应用。通过改进生物分子及其它水溶性材料溶液的物理性能,成功实现了实物材料在弹性膜表面间的多次转印和多次接连缩小,使原始直径尺寸为0.6毫米的点阵点经过几次接续缩小后,直径达到约5微米,点中心距达到约10微米,缩小的总倍率是弹性膜材料的拉伸倍率的指数幂。中心距和细节尺寸以指数形式减小,密度以指数幂形式增加。利用弹性膜的一维拉伸,原始线宽为2.2毫米的多彩平行线经过几次缩小后,线宽达到10微米左右。级联缩微技术生成的寡核苷阵列和抗原抗体阵列的杂交实验表明:生物分子经过几次转印转移后,仍然能够进行专一反应,在转移过程中,实物分子数量的减少不影响结果检出,并不要求较常规更高的原始浓度和上样量。级联缩微技术作为生物芯片的制造平台,既可以进行高密度芯片制造又无样品种类限制,因此是一潜在的生物芯片制造的通用技术。
浇铸硅橡胶于去保护层的新光盘表面制备微米级周期的模板,结合软蚀刻技术,将有机小分了或牛血清白蛋白转移到一维拉伸的橡胶表面,分别产生亚微米和亚100纳米周期的微纳米平行线结构,在橡胶或检测方法带来的问题解决后,级联缩微技术将成为潜在的微纳米结构制造平台。
原则上讲,无论何种实物材料,只要能将其转化为可以连续转移的溶液形式就可以通过级联缩微技术操作,因此,级联缩微技术不仅是生物芯片的通用制造技术,也是其它现代高通量技术如材料芯片、药物芯片等的通用制造技术。同样,也将在有机发光显示器件及功能性电子元器件制造中具有潜在的应用。级联缩微技术与现有的喷墨打印制造技术结合,将成为高清晰度全彩色有机显示器制造的新型技术平台。