超親疏水表面在芯片實驗室中的應用.pdf

1、芯片實驗室技術是指將常規(guī)化學或生物實驗室的前處理、分離、反應及檢測等單元操作微型化并集成于方寸大小的芯片上的一類技術。近十余年來由于其深遠的科學意義和廣闊的應用背景而備受關注，得到飛速發(fā)展。芯片實驗室技術的特點在于其單元尺寸的尺度為亞毫米至微米，因而具有高通量、時間短、高效率及需要試劑量小等優(yōu)點。另一方面，從物理化學角度，由于結(jié)構尺度小，在芯片中與表面有關的性質(zhì)，如浸潤性、電滲及表面張力等，成為主要因素。研究芯片中這些特殊表面性質(zhì)，對于

2、進一步了解芯片中微觀物理化學現(xiàn)象與規(guī)律及開發(fā)新的微單元操作技術具有重要意義?；瘜W與生物體系絕大部分是水溶液體系，對水溶液的操縱與控制是芯片實驗室領域中的關鍵問題之一。因而，對芯片材料表面浸潤性的研究和調(diào)控具有重要意義。本文提出和建立了數(shù)種材料的超親疏水表面制備方法，研究了表面結(jié)構與浸潤性的關系，以及液滴在超親疏水表面的蒸發(fā)和溶質(zhì)分配過程，并將之應用于微陣列制備和納米粒子組裝，主要內(nèi)容如下： (1)通過溶膠凝膠法和靜電紡絲法分別制

3、作超親水表面和超疏水表面，考察液滴在不同浸潤性表面的鋪展和蒸發(fā)過程，以及液滴蒸干后殘留灰塵顆粒的聚集狀態(tài)和清洗效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與普通表面相比，由于液滴在超親疏水表面上具有移動的氣-液-固三相接觸線，溶液中的灰塵顆粒不能緊密聚集，與固體表面結(jié)合力弱，因而容易清除。為易清潔現(xiàn)象提出了新的解釋。 (2)建立一步氧化法制備超親水氧化鋁，通過優(yōu)化條件，獲得穩(wěn)定性和機械強度高的超親疏水表面。并調(diào)控電化學條件，制備不同表面結(jié)構和粗糙度的氧化鋁表