微流控芯片超疏水流道的模塑成型工藝研究.pdf

1、微流控芯片作為21世紀最重要的前沿技術之一，是將生物或化學實驗室集成在一塊幾平方厘米甚至更小的芯片上，具有高效率、高精度、低成本且便攜性好等優(yōu)點。其在生物醫(yī)療、化學檢測、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護、藥物合成與篩選、新材料制備等領域呈現(xiàn)出極其廣闊的應用前景。隨著研究的不斷深入，對芯片功能的要求也不斷增加，其中對芯片微流道內(nèi)超疏水改性的課題就吸引著眾多學者?，F(xiàn)有的微流控芯片制造技術通常是將微流控芯片制造和微流道表面疏水改性處理分開進行，本文提出了一

2、種“一步”制得微流控芯片和微流道內(nèi)超疏水表面織構的方法，旨在實現(xiàn)大規(guī)模、高效率、低成本制造。
　　針對目前市場上應用的一款較為簡單的四通道“直線”芯片，研究了超疏水模板的制備和壓印成型技術。研究內(nèi)容分為以下幾個部分：
　　（1）采用化學刻蝕法分別對Al/SiC復合材料、45＃鋼進行超疏水表面制備，研究了蝕刻液濃度和蝕刻時間對疏水效果的影響，得到制備超疏水模板的最優(yōu)參數(shù)。其中，Al/SiC復合材料所制得的超疏水表面接觸角為15

3、7.02°，45＃鋼的為156.29°，兩者潤濕性相差無幾。
　　（2）初選45＃鋼制備母模針對PMMA材料基片進行熱壓成型實驗。通過單因素實驗，研究了溫度、壓力、保壓時間對樣品微流道上寬復制精度、表面接觸角、表面滾動角和邊長變形量4個考察指標的影響規(guī)律。再設計正交實驗對工藝參數(shù)進行優(yōu)化，得出最優(yōu)工藝參數(shù)組合為145℃、0.8MPa壓力、120s保壓時間，用該參數(shù)連續(xù)做10組樣品得到上寬平均復制精度99.29％，表面平均接觸角15