基于弹性模具表面润湿性调控的陶瓷软刻蚀成形技术研究

发布时间：2021-09-24 07:39

　　本论文采用改进的热固化法和表面引发原子转移自由基聚合法,分别制备了空气等离子体与近红外光双重响应的聚二甲基硅氧烷（PDMS）@Fe₃O₄模具和湿度智能响应的PDMS@聚3-磺酸甲基丙烯酸钾盐（PSPMK）模具。两种模具分别以固相含量为75 wt%的Al₂O₃水基浆料作为原料,通过转移微模塑法成形Al₂O₃微结构生坯。利用红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、接触角测量仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米压痕仪、原子力显微镜（AFM）等手段表征了两种模具和Al₂O₃微结构的结构成分、表面润湿性和微观形貌。研究了两种模具在软刻蚀成形过程中的表面润湿性调控机理,研究内容及结果如下:1.PDMS@Fe₃O₄模具采用空气等离子体（注模前）和近红外光辐照（脱模前）方法处理,制备出微结构完整的Al₂O₃生坯... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

软刻蚀技术成形陶瓷微纳器件示意图：（A）转移微模塑；（B）微压印；（C）微浇注；（D）

毒性对人类环境和身体健康有害，且有机溶剂的料被认为是理想的选择[21]。与改性核心是用于转移由光刻、微机械或电子束等在刚具。在所有的弹性模具材料中，聚二甲基硅氧烷为使用最广泛的弹性模具材料。PDMS具有以下的化学性质，低的表面能（疏水性），因此不易、化学反应；（2）易于与刚性模板表面贴合紧密性模板的微图案；（3）具有高弹性和柔韧性，易良的透光性（240-1100 nm）[53-55]；（5）无毒，具有各向同性、优良的均一性和耐用性，制备的PDMS弹性模具的制备过程很简单，如图1.2所示刻蚀的刚性模板为母版（图1.2（a）），然后在母的混合物（图1.2（b）），待其交联固化后，从母到与刚性模板具有相反微图案的PDMS弹性模具

在通道表面上形成单分子层，亲水性PEO链段由表面向外伸展，如图1.3所示。改性的PDMS浸在水中24小时，润湿性发生明显变化，水接触角由98.6o降至62.8o，可显著降低蛋白质的非特异性吸附。Pluronic F127改性的PDMS经水处理后，在空气中放置两周后水接触角未发生变化。暴露在空气中三个月，由于PDMS中的低聚体向表面迁移覆盖了部分Pluronic F127分子，水接触角增至72.6o。图 1.3 表面改性过程示意图[81]Fatona等[82]研究了离子、非离子、嵌段共聚物型表面活性剂对PDMS模内表面改性。结果显示，三种类型的活性剂均可以使PDMS表面呈现亲水性，离子型表面活性剂与PDMS之间的相互作用弱，PDMS表面很快恢复疏水性。非离子表面活性剂和疏水性的PDMS之间的相互作用有所增加


本文编号：3407368