信息科學技術學院王瑋課題組在聚二甲基矽氧烷表面改性研究中取得...

2021-01-15 北京大學新聞網

聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）因具有良好的機械性能、光學性能、化學穩定性和生物兼容性，且易於加工成型、價格低廉，近年來已成為實驗室製備微流控晶片的首選材料。特別是由於自身內部的多孔分子網絡允許小分子穿透，使得PDMS在對氣體或其他小分子交換有需求的細胞培養類微流控晶片等晶片應用中脫穎而出。然而，多孔特性會引起小分子的吸附、擴散和水分蒸發，且現有的表面改性方法重複率低、穩定性差，表面處理後PDMS無法基於氧等離子體鍵合實現晶片組裝，因此開發出抑制小分子吸附和擴散、能夠和氧等離子體鍵合兼容的PDMS高效表面改性方法顯得至關重要。

北京大學信息科學技術學院、微米/納米加工技術國家級重點實驗室王瑋副教授課題組提出利用聚對二甲苯（Parylene）在化學氣相沉積（chemical vapor deposition,CVD）過程中對PDMS進行表面改性，得到適於低小分子擴散用微流控晶片應用的pcPDMS（聚對二甲苯封閉聚二甲基矽氧烷，Parylene-caulked PDMS）；博士研究生劉姚萍通過調節PDMS襯底溫度，實現了Parylene在PDMS襯底的滲入，且表面僅為島狀生長，從而獲得與氧等離子體鍵合兼容的pcPDMS。該項基於熱襯底Parylene化學氣相沉積（Thermal Chemical Vapor Deposition,t-CVD）的PDMS改性方法具有穩定性好、工藝重複性好的優點，最大的受益處在於變革性地實現了PDMS改性後與氧等離子體鍵合的兼容性，簡單高效地實現晶片的組裝。相關研究成果以《利用聚對二甲苯的加熱化學氣相沉積封閉PDMS分子網絡》（Caulking polydimethylsiloxane molecular network by thermal chemical vapor deposition of parylene-C）為題，於2016年10月初被《晶片實驗室》（Lab on a Chip）接收。

王瑋課題組自2010年以來致力於研究PDMS表面改性方法及其在生物醫學領域內的應用，系列研究成果陸續發表於《晶片實驗室》《生物微流體》（Biomicrofluidics）等領域重要期刊，並多次應邀在美國電氣電子工程師學會微機電系統大會（IEEE MEMS）等領域頂級國際會議上作成果展示。

以上工作由王瑋課題組與清華大學航天航空學院曹豔萍教授課題組合作完成，得到國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計劃（「973計劃」）、北京大學醫學-信息交叉領域合作研究種子基金等支持，在PDMS表面高效改性以及新型複合材料的開發等方面具有重要意義。

編輯：山石


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