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(jì)最重要的前沿技術(shù)之一，是將生物或化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。其在生物醫(yī)療、化學(xué)檢測、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、藥物合成與篩選、新材料制備等領(lǐng)域呈現(xiàn)出極其廣闊的應(yīng)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(xué)者?，F(xiàn)有的微流控芯片制造技術(shù)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(jìn)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(gòu)的方法，旨在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高效率、低成本制造。
　　針對目前市場上應(yīng)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(shù)。研究內(nèi)容分為以下幾個部分：
　　（1）采用化學(xué)刻蝕法分別對Al/SiC復(fù)合材料、45＃鋼進(jìn)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(fù)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。
　?。?）初選45＃鋼制備母模針對PMMA材料基片進(jìn)行熱壓成型實(shí)驗(yàn)。通過單因素實(shí)驗(yàn)，研究了溫度、壓力、保壓時間對樣品微流道上寬復(fù)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(biāo)的影響規(guī)律。再設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)對工藝參數(shù)進(jìn)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(fù)制精度99.29％，表面平均接觸角15