[發明專利]超疏水微坑陣列芯片及其制備方法和裝置

有效

• 申請號: 202010636603.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111701629B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 劉鵬;胡亞偉;陳忠堯;劉暢
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C09D183/08;C09D7/61
• 代理公司: 北京漢鼎理利專利代理事務所(特殊普通合伙) 11618
• 代理人: 潘滿根

1.一種超疏水微坑陣列芯片，其特征在于，所述芯片通過以下方法制備，所述方法包括以下步驟：

步驟1：通過一體注塑形成包括微坑陣列和超疏水涂層池的芯片，所述微坑陣列的微坑直徑在300-1500μm，微坑深度為小于500μm和微坑間距為1500-3000μm；和所述超疏水涂層池的深度為大于50μm，所述涂層池與所述微坑之間的微坑壁厚為50-300μm；和

步驟2：將超疏水涂料加入到超疏水涂層池中，所述超疏水涂料溶液揮發后在所述微坑陣列的微坑之間形成超疏水層，所述超疏水層是指其表面與水或水溶液的接觸角大于150°、滾動角小于10°的疏水層，所述超疏水層使得各個微坑中水溶液之間有效的物理隔絕。

2.根據權利要求1所述的芯片，其特征在于，所述超疏水涂料溶液是括1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、氧化鈦納米粒子和P25氧化鈦混勻的懸浮液。

3.根據權利要求2所述的芯片，其特征在于，所述超疏水涂料溶液通過以下方法制備，將1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷與無水乙醇在機械力的攪拌下混合，再加入氧化鈦納米粒子和P25氧化鈦混勻并超聲分散后制備成懸浮液。

4.一種集成超疏水微坑陣列芯片裝置，其特征在于，所述裝置包括權利要求1-3任一所述的超疏水微坑陣列芯片、基底和水槽，所述超疏水微坑陣列芯片和水槽設置在所述基底之上，所述水槽圍繞在所述芯片外周。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括外壁和圍欄，所述裝置的外壁和圍欄從所述基底伸出并且在它們之間形成所述水槽。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括超疏水微坑陣列芯片的基板底座，將多個帶外壁的超疏水微坑陣列芯片嵌入所述基板底座，從而組裝成包含多個超疏水微坑陣列芯片的芯片陣列。

7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括蓋，所述外壁制作成能兼容微坑陣列芯片的方形，四角倒角形狀利于所述外壁與所述蓋的配合，形成封閉空間。

8.根據權利要求5-7任一所述的裝置，所述芯片是PMMA或PC材質。

9.根據權利要求8所述的裝置，所述芯片是PC 2458。

10.一種超疏水微坑陣列芯片的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：通過一體注塑形成包括微坑陣列和超疏水涂層池的芯片，所述微坑陣列的微坑直徑在300-1500μm，微坑深度為小于500μm和微坑間距為1500-3000μm；和所述超疏水涂層池的深度為大于50μm，所述涂層池與所述微坑之間的微坑壁厚為50-300μm；和

步驟2：將超疏水涂料加入到超疏水涂層池中，所述超疏水涂料溶液揮發后在所述微坑陣列的微坑之間形成超疏水層，所述超疏水層是指其表面與水或水溶液的接觸角大于150°、滾動角小于10°的疏水層，所述超疏水層使得各個微坑中水溶液之間有效的物理隔絕。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述超疏水涂料溶液是括1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、氧化鈦納米粒子和P25氧化鈦混勻的懸浮液。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述超疏水涂料溶液通過以下方法制備，將1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷與無水乙醇在機械力的攪拌下混合，再加入氧化鈦納米粒子和P25氧化鈦混勻并超聲分散后制備成懸浮液。