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等離子表面處理PDMS微流控 PDMS基體表面改性 實現與多種材料鍵合

發(fā)布時間:2022-10-14 08:44:25 瀏覽數:18160
     PDMS具有有機硅橡膠的一系列特性。如無色、透明性好、粘度范圍寬、有效耐高低溫、抗輻射、低表面張力、高壓縮比、高絕緣性、高疏水性、高光澤、對材料惰性、化學和生理惰性等。它還具有很強的吸附性,容易吸附蛋白質和羅丹明B等疏水性小分子。這將引起PDMS的成分損失和表面性質的變化。其導熱系數低,焦耳熱不易散失,對非極性物質吸附能力強,易受環(huán)境污染,尤其是表面固有的高疏水性,極大地限制了微流控芯片的實用性。PDMS的交聯(lián)和固化是通過預聚物的聚合進行的。因此,PDMS仍然有大量的小分子預聚物,所以很難將水溶液引入PDMS微通道,也很難通過其自身的毛細管力引入,天然疏水性是PDMS最顯著的特征。 
等離子表面處理PDMS微流控
     一般等離子體處理過的材料表面會有氧化作用或交聯(lián)作用??諝?、二氧化碳等各種氣體可以氧化PDMS等聚合物表面,產生含氧基團,而惰性氣體可以使PDMS表面產生自由基位點,從而活化聚合物表面。 

     當等離子體作用于固體表面時,發(fā)生刻蝕,即暴露的表面物質與原有的表面污染物生成揮發(fā)性氣態(tài)物質被去除,固體表面變得粗糙,形成許多微小的坑洼,增加了樣品的比表面積,提高了固體表面的潤濕性;PDMS的大部分鍵能是0~10eV,等離子體中的粒子能量是0~20eV。因此,固體表面暴露于等離子體后,材料表面的化學鍵得到足夠的能量被打斷,產生自由基,形成網狀交聯(lián)結構,增強了PDMS的表面活性。如果引入反應性氣體,被等離子體活化的物質表面與反應性氣體之間會發(fā)生一些復雜的化學反應,產生新的活性基團,如氨基、烴基、羧基等,對材料的表面活性產生顯著影響。 

     等離子體處理方法是在真空狀態(tài)下,氣體被高頻發(fā)生器電離產生等離子體(物質的第四態(tài))。等離子體是一種電離的氣體狀物質,由一些電子被剝離后的原子和原子電離產生的正負電子組成。它是除了固體、液體和氣體之外的第四種物質狀態(tài)。這些高活性的微粒與被處理材料的表面相互作用,活化了惰性聚合物的表面,增強了其親水性,增強了界面的相互作用,使單層分子更容易擴散到其表面,從而修飾PDMS基體的表面,最終實現其與各種材料的鍵合。
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