PDMS

由聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成的微流体系统提供了一个在定义良好的剪切应力下模拟模型系统中血管流动状况的平台。然而，在PDMS上物理吸附的细胞外基质( ECM )蛋白在高剪切应力条件下并不能可靠地附着，这给长期的实验带来了困难。为了克服这一局限性，我们用3 -氨丙基三乙氧基硅烷( APTES )对PDMS表面进行功能化修饰，通过不同的表面活化方法，使PDMS表面与胶原之间形成稳定的连接，并以此作为模型ECM蛋白。在10 ~ 40 dynes / cm2的壁面剪切应力下，用磷酸盐缓冲液( PBS )对微流控装置内蛋白质涂层的稳定性进行了评价。在20 ~ 150 dynes / cm2的剪切应力范围内，内皮细胞在APTES介导的胶原涂层上生长48 h，在PBS ( pH 9 )中，细胞在整个剪切应力范围内稳定。结果表明，在高pH值下，APTES涂层表面与胶原分子之间的静电作用为高剪切应力条件下修饰PDMS基微流控器件进行长期内皮化提供了非常有前景的工具。

石墨烯作为一种新型材料，在力学、电学、光学等方面表现出优异的性能，使其受到人们的广泛关注。目前，石墨烯压力传感器很难同时满足高灵敏度和大压力检测范围的要求。因此，在较宽的工作范围内生产灵敏度足够、工艺简单的柔性压力传感器是非常可取的。本文将锥形微结构聚二甲基硅氧烷( PDMS )与双层石墨烯结合在一起，提出了一种基于压阻的相对高柔性压力传感器。附着在柔性衬底上的压阻材料(双层石墨烯)可以将垂直力引起的局部变形转化为电阻的变化。结果表明，基于锥形微结构PDMS -双层石墨烯的压力传感器可在20 kPa的压力范围内工作，灵敏度分别为0.122 ± 0.002 kPa-1 ( 0 ~ 5 kPa )和0.077 ± 0.002 kPa-1 ( 5 ~ 20 kPa )。传感器的响应时间约为70 ms。除了压力传感器的高灵敏度外，在不同的压力和温度下也具有极好的重现性。基于锥形微结构PDMS-双层石墨烯的压力传感器在食指弯曲时能很好地感知关节的运动，使其有可能应用于电子皮肤、柔性电子器件等领域。

细胞治疗，通过移植细胞来替代或修复受损的组织和/或细胞，现在正成为治疗许多人类疾病的一种可行的治疗选择。有机硅，如聚二甲基硅氧烷( PDMS )，由生物相容、惰性、不可降解的合成聚合物组成，其特点是在骨架中存在硅‑氧‑硅( Si-O-Si )键。有机硅已被广泛应用于软组织植入物、微流控器件、心脏瓣膜和3D生物支架等多个生物医学领域。有机硅大孔生物支架可以用开放的、相互连通的孔隙制成，这些孔隙可以容纳细胞，有利于在生物支架内部形成致密的血管网络，以协助其移植性和融入宿主组织。在本综述中，我们将介绍硅基生物支架的各种合成/制造技术，并将讨论它们的资产和潜在的缺陷。此外，由于细胞在有机硅表面的附着由于其固有的高疏水性而受到限制，我们也将讨论不同的表面改性技术。最后，我们将研究有机硅生物支架的物理(即密度、孔隙率、孔隙连通性、润湿性、弹性、粗糙度)、力学(拉伸、压缩、硬度)和化学(元素组成-性能)性能，以及如何调控这些性能以适应具体应用的需要。

利用等离子体技术在PDMS (聚二甲基硅氧烷)基片上沉积碳涂层的过程被广泛应用于从电子到生物的大量研究中。因此，对其功能性质，包括摩擦学性能的潜在改善显得非常有趣。本文分析了等离子体预处理对制备的类金刚石( DLC )涂层性能的影响，包括摩擦系数和磨损率系数的变化。采用基于低压等离子体( RF PACVD、射频等离子体辅助化学气相沉积)和介质阻挡放电( DBD )等离子体两种不同技术进行初始改性处理。测定了上述处理对PDMS表面几何结构及其水接触角和稳定性随时间变化的影响。将未改性基底上制备的DLC涂层的基本性能与等离子体预处理后的涂层进行对比。在摩擦学性能方面最有趣的影响是DBD工艺和DLC膜制作完成后，磨损率降低到2.45×10 - 8 mm3 / Nm，试验表明聚合物基体在等离子体预处理过程中发生交联。

利用等离子体技术在PDMS (聚二甲基硅氧烷)基片上沉积碳涂层的过程被广泛应用于从电子到生物的大量研究中。因此，对其功能性质，包括摩擦学性能的潜在改善显得非常有趣。本文分析了等离子体预处理对制备的类金刚石( DLC )涂层性能的影响，包括摩擦系数和磨损率系数的变化。采用基于低压等离子体( RF PACVD、射频等离子体辅助化学气相沉积)和介质阻挡放电( DBD )等离子体两种不同技术进行初始改性处理。测定了上述处理对PDMS表面几何结构及其水接触角和稳定性随时间变化的影响。将未改性基底上制备的DLC涂层的基本性能与等离子体预处理后的涂层进行对比。在摩擦学性能方面，DBD工艺和DLC涂层的制备后取得了最有趣的效果，磨损率降低到2.45×10 - 8 mm3 / Nm。

近几十年来，表面科学的研究已经建立了对清洁无机表面进行亚nm精细功能化的能力，但对于许多应用来说，对弹性体等非晶态材料的表面化学进行类似的控制是非常有用的。在这里，我们表明，在石墨上组装、光聚合的二炔两亲分子的条状单分子层可以共价转移到聚二甲基硅氧烷( PDMS )上，这种弹性体在微流控、软机器、可穿戴电子、细胞培养等领域有着广泛的应用。该工艺制备了\u003c 1nm厚的精密聚合物薄膜，具有1nm宽的功能图案，控制了界面润湿和反应活性，以及对柔性、超窄Au纳米线的模板吸附。聚二乙炔分子表现出偏振荧光发射，揭示了聚合物的位置、取向和环境，并能抵抗吸附，这是PDMS功能化中的常见问题。这些发现说明了在非晶态材料中非均匀性长度尺度以下进行表面化学图形化的途径。

本研究旨在介绍一种替代的、廉价的、直接的聚合物，具有特定的力学和介电性能，适合于制作临床级肾模。研究了聚二甲基硅氧烷( PDMS )和有机硅弹性体( SE )两种聚合物基模体材料，其性能满足要求。PDMS的B / C分别为9.5 / 1.5、19 / 3、10 / 1、20 / 2、10.5 / 0.5、21 / 1，SE的B / C分别为4.5 / 5.5、10 / 12、5 / 5、11 / 11、5.5 / 4.5、12 / 10。所有样品混合，脱气，倒入培养皿和小烧杯中。聚合物在室温下固化2 h后从硬模中脱模。用真空干燥器去除产生的气泡30 min。所有样品均进行力学测试(拉伸强度和弹性模量)，并使用配备有85071E材料测量软件的介电探针试剂盒测量其介电性能。对于化学式为C2H6OSi的PDMS模体，同样采用PhyX- Zetra测量其辐射衰减特性。基材和交联剂的微小变化对弹性模量和拉伸强度的改性起着至关重要的作用。PDMS的有效原子序数在1.50×10 - 1 ~ 1 MeV的中间能级上与人肾组织呈现相似的模式。因此，PDMS可以在拉伸强度、柔韧性、可接受的复介电常数实部ε′r和电导率等方面模拟人体肾脏，可以作为稳定的肾脏模体用于医学成像。

激光微细加工技术为微流控器件的快速生产提供了一种很有前景的替代方法。然而，工艺参数对普通微流控基底上通道几何形状和通道质量的影响尚未完全了解。本文研究了激光系统参数对微通道常用材料聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和显微镜玻璃基板微通道特性的影响。我们还在这些基底上利用激光加工的微通道上的正常人真皮成纤维细胞进行了细胞黏附实验。PDMS、PMMA和玻璃中微通道的加工采用了由45W激光管、激光管内循环水回路和基板空冷组成的商用CO2激光系统。通过改变激光系统的四个参数——速度、功率、焦距和通孔数来制备直通微通道。利用扫描电子显微镜( SEM )和三维形貌仪对通道的深度、宽度和形状进行了测量。结果表明，无论衬底材料如何，较高的速度产生较低的深度，而较高的激光功率产生较深的通道。非聚焦激光加工产生更宽但更浅的通道。对于相同的速度和功率，PDMS通道最宽，PMMA通道最深。结果还表明，可以通过增加通孔数来控制微通道的轮廓。随着道次数的增加，玻璃和PDMS都产生了均匀、更宽、更多的圆形通道，相比之下，PMMA的通道在底部更尖锐、更偏斜。在快速细胞黏附实验中，PDMS和玻璃微通道的表现优于PMMA微通道。本研究可作为材料特异性激光微通道制备的快速参考。

文摘硅橡胶中使用的“结构化”一词描述了二氧化硅填充的聚二甲基硅氧烷在贮存过程中粘度增加的现象，限制了室温硫化( RTV )硅橡胶在航空航天和军事领域的应用。本研究旨在解决RTV的结构问题。采用无溶剂法，用六甲基二硅氮烷对亲水性二氧化硅进行疏水处理。采用8份C含量为2.91 %的疏水二氧化硅制备的RTV组分黏度小于100 Pa s，21 d内变化不大。相比之下，8份亲水气相二氧化硅显示RTV的初始粘度大于2000Pas。采用不同吸附水含量的二氧化硅样品制备RTV组分。结果表明，用充分干燥的白炭黑制备的RTV粘度比湿白炭黑低5.6倍。提出了硅-硅氢键在水中的\"溶解\"模型。此外，研究了RTV组分在- 15 ~ 30 ° C范围内不同温度下粘度的变化。-15℃贮存34天的RTV粘度变化不大，室温贮存21天内粘度由100Pas增加到1710Pas。

越来越多的可穿戴设备的使用刺激了作为更便携和实用能源替代品的能源收集器的研发工作。压电纳米发电机( PENGs )和摩擦电纳米发电机( TENGs )领域，特别是采用氧化锌( ZnO )纳米线( NWs )，近年来得到了极大的繁荣。尽管ZnO具有较低的压电系数，但由于其可持续的原材料和易于获得不同形貌，从而提高了其多功能性，因而受到了广泛的关注。将ZnO纳米结构集成到聚合物基体中以克服其脆性已被证明是卓有成效的，但其在复合材料中的浓度应予以优化，以最大限度地提高收集器的产量，这是一个尚未得到妥善解决的问题。本工作研究了微波辐射辅助水热合成法生长的ZnO纳米棒( NRs )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的不同浓度复合材料，在复合材料中加入25wt % ZnO NRs，通过激光雕刻进一步微结构以增强输出，在2.3 N的推进力下制备了输出为6 V的纳米发电机( NG )。