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基于飞秒激光直写制备水下超疏液微沟槽的微流控通道制造

DOI：10.1021/acsapm.9b00269 期刊：ACS Applied Polymer Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文提出一种基于飞秒（fs）激光加工技术在玻璃表面制备具有纳米级粗糙结构的水下超疏聚物微沟槽来制造微流控通道的策略。经fs激光处理的玻璃表面微纳结构可在水下排斥液态聚二甲基硅氧烷（PDMS），其对PDMS液滴的接触角（CA）达155.5±2.5°，接触角滞后为2.7±1.5°，该现象定义为水下"超疏聚物性"。利用这种水下超疏聚物微沟槽纹理玻璃基底与固化PDMS层之间可便捷制备微通道及微流控系统。由于激光扫描轨迹具有可编程性，通过fs激光直写技术能设计制备任意形状微通道及复杂微流控系统。本文提出的"水下超疏聚物性"概念为选择性避免聚合物/基底界面粘附及调控固化聚合物形貌提供了新策略，这些应用在既往报道的超润湿材料中均无先例。
作者： Jiale Yong，Zhibing Zhan，Subhash Chandra Singh，Feng Chen，Chunlei Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种基于飞秒激光加工在玻璃表面制备具有纳米级粗糙表面结构的超疏水微沟槽，从而构建微流控通道的简易策略。

研究成果

该研究展示了一种基于飞秒激光刻蚀微沟槽水下超疏聚合物特性的微流控通道简易制备策略。激光诱导的微/纳结构具有水下排斥液态PDMS的能力，从而能在玻璃基底与PDMS层之间形成微通道。激光扫描的可编程特性使得任意形状微通道及复杂微流控系统的设计成为可能。这种水下超疏聚合物概念为控制聚合物粘附与形貌提供了新策略，在聚合物制备、浇铸工业及3D打印技术领域具有应用潜力。

研究不足

该研究仅限于使用飞秒激光加工技术在玻璃基板上制造微流控通道。微通道的尺寸由激光功率和扫描间隔决定，这可能会限制可制造的微流控系统的分辨率和复杂性。

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