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北京大学王玮课题组在聚二甲基硅氧烷表面改性研究中取得重要突破

高分子科技

2016-10-10

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聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）因具有良好的机械性能、光学性能、化学稳定性和生物兼容性，且易于加工成型、价格低廉，近年来已成为实验室制备微流控芯片的首选材料。特别是由于自身内部的多孔分子网络允许小分子穿透，使得PDMS在对气体或其他小分子交换有需求的细胞培养类微流控芯片等芯片应用中脱颖而出。然而，多孔特性会引起小分子的吸附、扩散和水分蒸发，且现有的表面改性方法重复率低、稳定性差，表面处理后PDMS无法基于氧等离子体键合实现芯片组装，因此开发出抑制小分子吸附和扩散、能够和氧等离子体键合兼容的PDMS高效表面改性方法显得至关重要。

北京大学信息科学技术学院、微米/纳米加工技术国家级重点实验室王玮副教授课题组提出利用聚对二甲苯（Parylene）在化学气相沉积（chemical vapor deposition,CVD）过程中对PDMS进行表面改性，得到适于低小分子扩散用微流控芯片应用的pcPDMS（聚对二甲苯封闭聚二甲基硅氧烷，Parylene-caulked PDMS）；博士研究生刘姚萍通过调节PDMS衬底温度，实现了Parylene在PDMS衬底的渗入，且表面仅为岛状生长，从而获得与氧等离子体键合兼容的pcPDMS。该项基于热衬底Parylene化学气相沉积（Thermal Chemical Vapor Deposition,t-CVD）的PDMS改性方法具有稳定性好、工艺重复性好的优点，最大的受益处在于变革性地实现了PDMS改性后与氧等离子体键合的兼容性，简单高效地实现芯片的组装。相关研究成果以《利用聚对二甲苯的加热化学气相沉积封闭PDMS分子网络》（Caulking polydimethylsiloxane molecular network by thermal chemical vapor deposition of parylene-C）为题，于2016年10月初被《芯片实验室》（Lab on a Chip）接收。

王玮课题组自2010年以来致力于研究PDMS表面改性方法及其在生物医学领域内的应用，系列研究成果陆续发表于《芯片实验室》《生物微流体》（Biomicrofluidics）等领域重要期刊，并多次应邀在美国电气电子工程师学会微机电系统大会（IEEE MEMS）等领域顶级国际会议上作成果展示。

以上工作由王玮课题组与清华大学航天航空学院曹艳萍教授课题组合作完成，得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划（“973计划”）、北京大学医学-信息交叉领域合作研究种子基金等支持，在PDMS表面高效改性以及新型复合材料的开发等方面具有重要意义。

原文链接：

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/LC/C6LC01086E#!divAbstract

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