PLUTO等离子-PDMS微流控表面处理设备

聚二甲基硅氧烷，(Polydimethylsiloxane，PDMS)，是一种疏水类的有机硅物料。在药品、日化用品、食品、建筑等各领域均有应用，它的衍生物已达数百种，常用的聚硅氧烷主要有：聚二甲基硅氧烷，环甲基硅氧烷，氨基硅氧烷，聚基硅氧烷，聚醚聚硅氧烷共聚物等。

PDMS应用领域广泛，比如可用于电器电子工业的电子插接件等，用于汽车、家具、鞋类、水泥制品等的光亮剂成份、用作脱模剂等等。近年来，PDMS是目前微流控芯片制备中使用较多的一种材料。但PDMS质地柔软，单一用PDMS制作的微流控芯片，不适合应用于对其机械刚度要求较高的场合。采用PDMS、硅、玻璃混合封装的方法可以通过合理设计扬长避短，充分发挥各种材料的优点，以满足不同的使用要求。固化后的PDMS表面具有一定的粘附力，一对成型后的PDMS基片不加任何处理，即可借助分子间的引力自然粘合，但这种粘合强度有限，容易发生漏液。

PDMS与硅基材料低温键合的方法多种多样

1.在制作硅-PDMS多层结构微阀的过程中，将PDMS直接旋涂、固化在硅片上，实现硅-PDMS薄膜直接键合，这种方法属于可逆键合，键合强度不高。

2.在制作生物芯片时，利用氧等离子体分别处理PDMS和带有氧化层掩膜的硅基片，将其键合在一起。此方法键合效果并不理想。

3.利用等离子体表面处理，使PDMS与带有钝化层的硅片在室温常压下可以成功键合。

我司研发的等离子设备PLUTO-T非常适用于PDMS材料的表面处理，，性价比高。

设备原理：

等离子体对高分子材料表面发射反应的机制，可以概括为三步：

步：空气中的少数自由电子在高压电场中被加速而获得较高动能，在运动时必然会撞击到空间中的其他分子，既可以是电场中的气体分子，又可以是高分子材料表明的大分子链。被撞击的分子同时接受到部分能量，成为激发态分子而具有活性

第二步：激发态分子不稳定，有分解成自由基消耗吸收的能量，也可能离解成离子或保留其能量而停留于亚稳态。

第三步：自由基或者离子在高分子表面反应时，有可能形成以下几种情况，即形成致密的交联层；等离子体与存在的气体或者单体发生聚合反应，沉积在聚合物表面形成具有可设计性的涂层；等离子体与表面自由基或者离子反应形成改性层

等离子体对聚合物表面作用有许多理论解释，如表面分子链降解理论、氧化理论、氢键理论、交联理论、臭氧化理论及表面介电体理论等，究竟哪一种理论更切合实际，还需进一步研究讨论。目前，以氧化理论、氢键理论和介电体理论更易被人们接受。

PDMS经氧等离子体处理后，表面亲水性随放置时间的延长而逐渐减弱。已经有许多研究者对此现象提出了很多不同的见解，从原材料的特性、

固化工艺到主要处理参数的变化等，都作过各种各样的讨论。

总的来说，目前主要有以下几种解释：

表面的极性基团转移到PDMS本体中：

表面硅烷醇基团的缩合反应；

表面的污染；

表面粗糙度的变化；

表面不稳定的富氧区挥发至空气中；

本体中的低分子量有机体迁移至表面。

一般认为，处理后的PDMS样品露置于空气中，表面润湿性随放置时间的延长逐渐变差，这种现象是由于扩散作用而引起分子链的迁移。

PLUTO-T参数：

RF：13.56MHz

容积：4.3L

控制方式：PLC

PDMS芯片制作所需耗材：