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│·：