[發(fā)明專利]一種制備大軸徑比皺紋模板的方法

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• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104690991A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯從華;田闖
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模板制備技術(shù)，更具體地說是基于PDMS(聚二甲基硅氧烷)薄膜的轉(zhuǎn)移方法的制備技術(shù)。

背景技術(shù)

軟印刷技術(shù)是一種非光刻技術(shù)，是基于軟印章或模板的微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，該技術(shù)采用聚合物印章或模具制備微結(jié)構(gòu)而得名，其軟是相對于半導(dǎo)體或金屬材料而言。與光刻相比，軟印刷技術(shù)適用于光敏型的化合物以及可以控制具有特殊化學(xué)官能團的表面，沒有光的作用，不會使彈性印章光變形，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的圖案化。

軟印刷技術(shù)的工藝主要包括兩步：第一步模板的制備，通常采用光刻制備原始模板，然后經(jīng)過復(fù)制得到所需的模板或者印章；第二步是接觸并轉(zhuǎn)移，將印章上的圖形結(jié)構(gòu)通過墨水或高分子等物質(zhì)轉(zhuǎn)移到在基底材料上，然后經(jīng)過刻蝕工藝等在基底材料基體上得到所需的圖案。

在軟印刷技術(shù)中，聚合物印章的制備是核心，其圖形結(jié)構(gòu)來自母板。對于制備母板而言，只要能夠制備出圖形結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)都可以用來制備母板，一般通過光刻制得，母板制備完成后，就可以通過復(fù)制來制作聚合物印章。聚合物印章的材料較多選用PDMS，在一些情況下也會用某些其他高分子，如聚氨基甲酸乙酷，聚酞亞胺。一旦母板制備完成，聚合物印章就能夠多次從母板復(fù)制而來，而每個彈性體印章或模具又可以在制備圖形結(jié)構(gòu)時應(yīng)用很多次，并且適用于不同材料不同化學(xué)性質(zhì)的表面，還可以在非平面上加工微圖案。

根據(jù)第二步中的圖形轉(zhuǎn)移方式的不同，可以分為：微接觸印刷(μCP)、復(fù)制模鑄(REM)、微轉(zhuǎn)移模鑄(μTM)、微毛細模鑄(MIMIC)等。雖然軟印刷技術(shù)中使用的聚合物印章或模具使其具有獨特的性能，但聚合物印章或模具同樣存在諸多問題，聚合物印章因其低彈性模量和柔性，導(dǎo)致其表面圖形結(jié)構(gòu)在重力或表面張力發(fā)生變形、粘結(jié)或塌陷等，最終影響圖形分辨率和精度，而印刷中的墨水分子在表面上的擴散以及與表面之間的相互作用，就會影響圖形質(zhì)量和分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種制備大軸徑比皺紋模板的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種制備大軸徑比皺紋模板的方法，包括以下步驟：

(1)通過拉伸、氧等離子體處理，一步法制備PDMS皺紋模板；

(2)將PDMS皺紋模板在0.01～0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡，使PDMS皺紋表面具有充分的親水集團；

(3)將皺紋模板取出干燥，與親水性PDMS基底接觸，在70～80℃下，加熱30～60min，最后揭去皺紋模板，則可以得到大軸徑比的皺紋模板。

所述步驟(1)拉伸、氧等離子體處理是指將PDMS彈性體薄膜拉伸10％，經(jīng)過氧等離子體處理15min，最后緩慢回縮至未拉伸的狀態(tài)。

所述步驟(2)NaOH溶液中浸泡時間為60min。

所述步驟(3)親水性PDMS基底是指將PDMS基底用紫外臭氧處理5min，在PDMS表面形成一定的親水性。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備方法簡單易行，得到的大軸徑比模板，在沉積顆粒物質(zhì)的時候，能更容易的實現(xiàn)物質(zhì)的附著，更好的應(yīng)用在生物、醫(yī)療等方面。

附圖說明

圖1轉(zhuǎn)移后-PDMS基底上的形貌；

圖2PDMS皺紋模板在轉(zhuǎn)移前的形貌；

圖3PDMS皺紋模板在轉(zhuǎn)移后的形貌；

其中：(a)光學(xué)顯微鏡圖；(b)原子力顯微鏡圖；(c)原子力高度圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

第一步：PDMS皺紋模板的制備

將PDMS預(yù)聚體與交聯(lián)劑按質(zhì)量比為10：1混合，用玻璃棒充分攪拌，倒入特定器皿中。混合好的預(yù)聚合物中有小氣泡，需通過循環(huán)水式多用真空泵來脫氣一段時間。脫氣完成后，將其放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱進行固化處理。將制備好的PDMS彈性薄膜，切成5cm*1cm的長方形長條，然后采用拉伸臺，將PDMS彈性體薄膜拉伸10％(5cm～5.5cm)，經(jīng)過氧等離子體處理15min，最后緩慢回縮至未拉伸的狀態(tài)，切成1cm*1cm的正方形備用。

第二步：PDMS皺紋模板在PDMS基底上的轉(zhuǎn)移

將PDMS基底用紫外臭氧處理5min，這樣能在PDMS表面形成一定的親水性，然后將PDMS皺紋模板放在一定濃度的NaOH溶液中浸泡一段時間后，干燥。

第三步：PDMS皺紋模板在PDMS基底上的轉(zhuǎn)移