PDMS(Polydimethylsiloxane)是一種親水性較差的高分子有機硅材料,可以通過金徠等離子體處理使其表面變成親水性。金徠等離子處理是一種將高能離子束引入材料表面的過程,這些高能離子會與材料表面發(fā)生反應(yīng),形成化學(xué)鍵,從而改變其表面性質(zhì)。
一、PDMS等離子處理的原理
將PDMS樣品置于等離子體反應(yīng)室中,通入惰性氣體和反應(yīng)氣體,如氧氣或氮氣等,并加上高頻電場,使氣體分子在電場作用下發(fā)生電離,生成等離子體。等離子體中的氧氣或氮氣會與PDMS表面發(fā)生反應(yīng),生成高能化合物,這些高能化合物會與PDMS表面化學(xué)反應(yīng),形成氧化物團或氨基團等活性官能團,從而增加其表面能,使其表面變得親水。
二、PDMS等離子親水處理的作用
PDMS等離子親水處理可以將PDMS表面從疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性,使其表面性質(zhì)更加適合某些應(yīng)用場景。例如,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,常常需要將PDMS表面處理成親水性,以便與生物體的細胞相容性更好;在微流控芯片制造中,PDMS表面的親水性可以幫助液體在芯片內(nèi)部均勻分布,提高芯片的效率和穩(wěn)定性。
三、PDMS等離子親水處理的優(yōu)勢
1、易于控制處理效果:等離子處理可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體、反應(yīng)時間、功率等處理參數(shù),從而控制PDMS表面的處理效果,使其表面性質(zhì)符合特定的應(yīng)用需求。
2、處理后效果持久:PDMS等離子親水處理后,其表面性質(zhì)的改變是通過化學(xué)反應(yīng)形成的,因此處理效果相對持久,不會因為時間的推移而失效。
3、可適用于不同形狀的PDMS樣品:金徠等離子處理可以應(yīng)用于不同形狀和尺寸的PDMS樣品,而且對PDMS的化學(xué)和物理性質(zhì)影響較小。
4、不影響PDMS的微納加工性能:PDMS等離子親水處理不會影響PDMS的微納加工性能,因此可以在微納加工中使用。
四、PDMS等離子親水處理的應(yīng)用
1、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:PDMS等離子親水處理可以改善PDMS與生物體的相容性,使其更適合用于制作生物芯片、微流控芯片等生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。例如,可以將PDMS表面處理成親水性,以便與細胞更好地結(jié)合。
2、微流控芯片制造:PDMS等離子親水處理可以幫助液體在微流控芯片內(nèi)部均勻分布,提高芯片的效率和穩(wěn)定性。例如,在微流控芯片中,可以將PDMS表面處理成親水性,以便液體在通道中更均勻地流動。
3、微納加工領(lǐng)域:PDMS等離子親水處理不會影響PDMS的微納加工性能,因此可以在微納加工中使用。例如,在微納加工中,可以將PDMS表面處理成親水性,以便在其表面上進行更精細的加工。
4、電子器件制造:PDMS等離子親水處理可以改善PDMS表面的導(dǎo)電性能,使其更適合用于電子器件制造。例如,在柔性電子器件中,可以將PDMS表面處理成親水性,以便更好地導(dǎo)電。