基于局部加熱的聚合物微流控通道引導(dǎo)自封閉方法研究.pdf

1、微納米通道是微流控芯片的重要組成部分，由于流體在微尺度下具有不同于一般宏觀尺度下的流動特性，因而具有許多重要應(yīng)用。選擇何種微納米加工工藝從而準確、高效的獲得微納米通道成為研究的熱點問題。本文以各種微納米加工技術(shù)為主體，在玻璃基底上制備PMMA的溝槽微結(jié)構(gòu)圖形，并通過局部加熱方式獲得PMMA的微通道結(jié)構(gòu)。
　　在PMMA溝槽微結(jié)構(gòu)圖形的制備過程中，首先使用濕法腐蝕技術(shù)制備出單晶硅的溝槽微結(jié)構(gòu)模板，其次采用紫外固化壓印光刻技術(shù)(UV-

2、NIL)在PET表面制備PUA溝槽微結(jié)構(gòu)的模板，最后利用熱壓納米壓印技術(shù)(HE-NIL)在玻璃基片表面制備出PMMA溝槽微結(jié)構(gòu)圖形。在該實驗過程中，分別介紹了各個工藝中實驗操作及其注意事項，并闡述了各種因素對實驗結(jié)果的影響。其中，基于粘附能理論對PUA模板的制備過程進行了詳細分析，得出成功復(fù)制的臨界深寬比，最終通過表面改性成功復(fù)制出高深寬比的PUA溝槽微結(jié)構(gòu)。
　　在PMMA溝槽微結(jié)構(gòu)圖形的封閉過程中，利用自制的簡易設(shè)備對PMMA

3、溝槽微結(jié)構(gòu)圖形頂部進行局部加熱，頂部的聚合物融化后在表面張力和硅片擠壓的作用下沿著溝槽側(cè)壁往下流動，最終毛細力與大氣的壓力平衡形成微通道。針對實驗過程中的傳熱問題，建立了半無限大物體瞬態(tài)傳熱模型，得到硅片與基片間合理相對運動速度。忽略融化后聚合物體積變化，建立幾何模型探討了微通道尺寸的控制。此外，還探究了硅片與基片間的相對運動方向與聚合物線條方向平行或垂直對于微通道制備效果的影響。這些研究為該實驗提供必要的理論指導(dǎo)，有望為微納米通道的制