多孔膜

摘要 多孔膜广泛应用于细胞器分选、渗透细胞生长基质、等离子体过滤等微纳米流体领域。由于薄膜基材的机械稳定性差，传统的硅制备方法不适用于微孔膜。其他的离子轨道刻蚀技术仅限于制备孔径不均匀的随机分布、随机取向的孔隙。 本课题采用旋铸和软光刻相结合的方法，利用质子束流( PBW )技术制备了高透过率微孔膜。该方法利用聚焦2 MeV质子，在硅片上涂复SU-8层，由少µm大小的六边形高密度柱组成的光刻图形。开发完成后，采用聚对二甲苯( Parylene ) -C缓释剂薄膜和聚二甲基硅氧烷( PDMS )旋涂的方法对柱体进行均匀涂复。为了便于拆模，开发了一种基于激光切割密封圈的特殊工艺。该方法成功地实现了20μm厚PDMS膜从模具中分离出高密度微孔，无破裂和损伤。

介电弹性体是一种非常流行的复合材料，用于不同的应用场合。钛酸铜钙( CCTO )颗粒具有较高的介电常数，而聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种常用的柔性弹性体，具有良好的弹性能和耐久的耐化学性质，其复合材料在压力/力传感器的制备中显示出重要而独特的特性。为了提高电容式传感器的灵敏度，人们引入了各种弹性体的微结构，但迄今为止PDMS中用于制造微结构的方法较为困难，需要特种设备或强酸碱等危险化学品，否则产生的海绵样结构稍大，不能应用于非常小的场景。本研究采用萃取法制备了具有多个孔隙率的PDMS多孔微结构，探究了不同孔隙率和孔径对电容压力传感器灵敏度的影响，可以提高电容压力传感器的灵敏度、测力范围，也适用于微小场景。此外，目前制备多孔PDMS复合膜的方法也适用于其他较薄PDMS复合膜的制备。