PLUTO等離子-PDMS微流控表面處理裝置

聚二甲基矽氧烷╃☁•◕╃，(Polydimethylsiloxane╃☁•◕╃，PDMS)╃☁•◕╃，是一種疏水類的有機矽物料↟↟。在藥品•☁、日化用品•☁、食品•☁、建築等各領域均有應用╃☁•◕╃，它的衍生物已達數百種╃☁•◕╃，常用的聚矽氧烷主要有▩•↟：聚二甲基矽氧烷╃☁•◕╃，環甲基矽氧烷╃☁•◕╃，氨基矽氧烷╃☁•◕╃，聚甲基苯基矽氧烷╃☁•◕╃，聚醚聚矽氧烷共聚物等↟↟。

PDMS應用領域廣泛╃☁•◕╃，比如可用於電器電子工業的電子插接件等╃☁•◕╃，用於汽車•☁、傢俱•☁、鞋類•☁、水泥製品等的光亮劑成份•☁、用作脫模劑等等↟↟。近年來╃☁•◕╃，PDMS是目前微流控晶片製備中使用較多的一種材料↟↟。但PDMS質地柔軟╃☁•◕╃，單一用PDMS製作的微流控晶片╃☁•◕╃，不適合應用於對其機械剛度要求較高的場合↟↟。採用PDMS•☁、矽•☁、玻璃混合封裝的方法可以透過合理設計揚長避短╃☁•◕╃，充分發揮各種材料的優點╃☁•◕╃，以滿足不同的使用要求↟↟。固化後的PDMS表面具有一定的粘附力╃☁•◕╃，一對成型後的PDMS基片不加任何處理╃☁•◕╃，即可藉助分子間的引力自然粘合╃☁•◕╃，但這種粘合強度有限╃☁•◕╃，容易發生漏液↟↟。

PDMS與矽基材料低溫鍵合的方法多種多樣

1.在製作矽-PDMS多層結構微閥的過程中╃☁•◕╃，將PDMS直接旋塗•☁、固化在矽片上╃☁•◕╃，實現矽-PDMS薄膜直接鍵合╃☁•◕╃，這種方法屬於可逆鍵合╃☁•◕╃，鍵合強度不高↟↟。

2.在製作生物晶片時╃☁•◕╃，利用氧等離子體分別處理PDMS和帶有氧化層掩膜的矽基片╃☁•◕╃，將其鍵合在一起↟↟。此方法鍵合效果並不理想↟↟。

3.利用等離子體表面處理╃☁•◕╃，使PDMS與帶有鈍化層的矽片在室溫常壓下可以成功鍵合↟↟。

我司研發的等離子裝置PLUTO-T非常適用於PDMS材料的表面處理╃☁•◕╃，效果顯著╃☁•◕╃，價效比高↟↟。

裝置原理▩•↟：

等離子體對高分子材料表面發射反應的機制╃☁•◕╃，可以概括為三步▩•↟：

第一步▩•↟：空氣中的少數自由電子在高壓電場中被加速而獲得較高動能╃☁•◕╃，在運動時必然會撞擊到空間中的其他分子╃☁•◕╃，既可以是電場中的氣體分子╃☁•◕╃，又可以是高分子材料表明的大分子鏈↟↟。被撞擊的分子同時接受到部分能量╃☁•◕╃，成為激發態分子而具有活性

第二步▩•↟：激發態分子不穩定╃☁•◕╃，有分解成自由基消耗吸收的能量╃☁•◕╃，也可能離解成離子或保留其能量而停留於亞穩態↟↟。

第三步▩•↟：自由基或者離子在高分子表面反應時╃☁•◕╃，有可能形成以下幾種情況╃☁•◕╃，即形成緻密的交聯層；等離子體與存在的氣體或者單體發生聚合反應╃☁•◕╃，沉積在聚合物表面形成具有可設計性的塗層；等離子體與表面自由基或者離子反應形成改性層

等離子體對聚合物表面作用有許多理論解釋╃☁•◕╃，如表面分子鏈降解理論•☁、氧化理論•☁、氫鍵理論•☁、交聯理論•☁、臭氧化理論及表面介電體理論等╃☁•◕╃，究竟哪一種理論更切合實際╃☁•◕╃，還需進一步研究討論↟↟。目前╃☁•◕╃，以氧化理論•☁、氫鍵理論和介電體理論更易被人們接受↟↟。

PDMS經氧等離子體處理後╃☁•◕╃，表面親水性隨放置時間的延長而逐漸減弱↟↟。已經有許多研究者對此現象提出了很多不同的見解╃☁•◕╃，從原材料的特性•☁、

固化工藝到主要處理引數的變化等╃☁•◕╃，都作過各種各樣的討論↟↟。

總的來說╃☁•◕╃，目前主要有以下幾種解釋▩•↟：

表面的極性基團轉移到PDMS本體中▩•↟：

表面矽烷醇基團的縮合反應；

表面的汙染；

表面粗糙度的變化；

表面不穩定的富氧區揮發至空氣中；

本體中的低分子量有機體遷移至表面↟↟。

一般認為╃☁•◕╃，處理後的PDMS樣品露置於空氣中╃☁•◕╃，表面潤溼性隨放置時間的延長逐漸變差╃☁•◕╃，這種現象是由於擴散作用而引起分子鏈的遷移↟↟。

PLUTO-T引數▩•↟：

RF▩•↟：13.56MHz

容積▩•↟：4.3L

控制方式▩•↟：PLC

PDMS晶片製作所需耗材▩•↟：