软光刻

Effects of External Voltages and Widths on Fluid Velocity in Microchannelmicrochannel;microfluidics;PDMS;soft lithography;electrical double layer;In this work, Polydimethylsiloxane (PDMS) and SU-8 (Microchem, USA) photoresist were used to make the microchannel by soft lithographic method. To investigate the effects of external voltages and widths of the microchannel, we made the microchannel by soft lithographic method. To investigate the effects of external voltages and widths of the microchannel, we made the microchannel with various widths: $100{\\mu}m,\\;200{\\mu}m$ and $300{\\mu}m$.

本文报道了一种新型生物相容性微机械生物反应器(执行器和传感器)，用于活体微组织的原位操作和表征。本研究的目的是开发和验证一种可获得、价格低廉、可调节、易于加工的应用靶向无菌生物反应器。我们的方法依靠简单的聚二甲基硅氧烷( PDMS )成型技术进行制造，与常用的实验室设备和材料兼容。我们独特的设计包括一个柔性的薄膜，它允许将一个外部驱动器转移到PDMS梁基驱动器和传感器中，置于常规的35 mm细胞培养培养皿内。通过计算分析和实验测试，我们证明了它的功能性、准确性、灵敏度和可调节的工作范围。通过时间历程测试，致动剂将20 %以上的菌株传递给可生物降解的电纺聚( D，L-丙交酯-co-乙交酯) ( PLGA ) 85∶15不定向纳米纤维( ~ 91µ m厚)。同时，该传感器能够表征在异丙醇( IPA )作用下杨氏模量(降至10 - 150kPa )的时间历程变化。此外，该驱动器将高达4 %的应变传递给PDMS单层膜( ~ 30 µ m厚)，同时表征其弹性模量高达~ 2.2 MPa。该平台重复施加0.23 Hz的动态拉伸刺激，使人皮肤成纤维细胞( HDF )存活12 h ( h )，记录细胞向两个角度区的再定向，平均为-58.85°和56.02°。该装置与活细胞的生物相容性显示一周，无细胞毒性迹象。

摘要\n微型总分析系统(

微全分析系统( μTAS )具有便携、功耗低、自动化程度高、样品和试剂消耗低等优点，因而在化学、医学和工程等领域具有广阔的应用前景。全功能μTAS的研制是一个迭代过程，基于多个原型微器件的设计、制造和测试。通常，微制造协议需要一周或更多的高技能人员时间在高维护洁净室设施中进行，这使得这种迭代过程在全球许多地方都具有成本抑制作用。快速成型工具结合聚二甲基硅氧烷( PDMS )的使用，使微流控结构以更低的成本得以快速发展，规避了常规微加工技术中的这些问题。自1998年软光刻技术问世以来，各种快速成型PDMS基微流控器件的方法在文献中得到了证明，每种方法都有其独特的优点和缺点。本文介绍了目前PDMS基微器件的快速成型技术，包括软刻技术、印刷技术和脚手架技术等，具体比较了各种技术的特点、制备工艺和成本。我们还对从设计到测试的迭代微制造过程的每一步提出了想法和见解，以更快的速度和更低的成本改进全功能PDMS微流控器件的开发。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜和表面通过热交联得到的商用Sylgard 184，由于其优越的热稳定性、低介电常数、透明性和生物相容性，在许多科学领域得到了广泛的应用。交联PDMS表面是弱疏水性的，多次实验，特别是利用毛细管驱动的微尺度流动需要对表面润湿性进行调制。一个众所周知的实现相同的策略是在室温下将Sylgard 184表面暴露于UV /臭氧( UVO )处理。随着暴露时间的延长，润湿性由疏水性下降到近完全润湿(水接触角~ 10° )，这是由于表面形成了一层氧化层。然而，在正常的大气条件下，由于未交联的低聚物向表面扩散迁移，形成疏水的二甲基硅层，这些表面在一段时间内恢复了疏水性。我们探索了疏水回收过程与交联剂浓度和UVO曝光时间的关系，并展示了部分或完全回收的PDMS印章如何影响后续的纳米图案，包括可能通过单个印章产生不同形貌的特征。

摘要\n叠层良好的二维MXene薄片被应用于各种应用中，特别是传感器和微型储能器件，如微型超级电容器。器件的小型化和集成化以及器件性能的最大化要求MXene的纳米级图案化，而非喷墨或丝网印刷所能实现的。然而，纳米尺度的MXene图案化技术尚不成熟。本文提出了一种简单的制备方法，利用软光刻技术制备具有垂直排列纳米图形的Ti3C2TxMXene薄膜。这一过程涉及聚二甲基硅氧烷( PDMS )冲压与线纹PDMS模具。MXene垂直线纹样的特征尺寸通过甲苯溶胀PDMS模具以纳米级精度控制，这也指导了MXene薄片的垂直对准。因此，制备了垂直取向的MXene纳米图案，脊宽小于200 nm，脊间规则间距为2–µ m。油胺功能化的MXene片层也是为了更好地分散在甲苯中，提供了在非极性溶剂中制备MXene分散体的通用协议。

本文报道了一种新型生物相容性微机械生物反应器(执行器和传感器)，用于活体微组织的原位操作和表征。本研究的目的是开发和验证一种可获取、价格低廉、可调节、易于加工的应用靶向无菌生物反应器。我们的方法依靠简单的聚二甲基硅氧烷( PDMS )成型技术进行制造，与常用的实验室设备和材料兼容。我们独特的设计包括一个柔性的薄膜，它允许将一个外部驱动器转移到PDMS梁基驱动器和传感器中，置于常规的35 mm细胞培养培养皿内。通过计算分析和实验测试，我们证明了它的功能性、准确性、灵敏度和可调节的工作范围。通过时间历程测试，致动剂将20 %以上的菌株传递给可生物降解的电纺聚( D，L-丙交酯-co-乙交酯) ( PLGA ) 85∶15不定向纳米纤维( ~ 91µ m厚)。同时，该传感器能够表征施加异丙醇( IPA )诱导的杨氏模量(下降到10 ~ 150 k Pa )的时间历程变化，并且执行器将高达4 %的应变传递到PDMS单层(厚~ 30 µ m )，同时表征其弹性模量高达~ 2.2 MPa。该平台将动态( 0.23 Hz )拉伸刺激反复作用于活人皮肤成纤维细胞( HDF )细胞12 h ( h )，记录细胞向两个角度区的重新取向，平均为-58.85°和56.02°，并显示该装置与活细胞的生物相容性为一周，未见细胞毒性迹象。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是制作微流控器件的基准。流体芯片可以通过多种方法生产，包括软光刻、剥离和打印以及冲压。为此，人们对改性PDMS前驱体及其它高分子化学进行了探索。但是，在许多情况下，PDMS的使用可能会被采纳，默认情况下，不必质疑它是否是预期结果的最理想材料。在这里，重点是围绕PDMS化学的独特性和局限性，对其在微流控器件制造中的应用产生批判性的认识。将基于PDMS的材料与在微流控领域发现的与它们作为潜在PDMS替代品使用相关的数据相对较少的替代品进行对比。我们从设计微流控应用的下一代材料方面来评价我们在哪里。此外，本文希望通过突出微流控材料选择中最重要的结构/性能关系来帮助微流控研究者。

软光刻技术是可扩展纳米制造中最有前途的纳米制造技术之一。它使用灵活的模具或邮票，以低成本和快速的方式在平面和曲面上制作极高分辨率的纳米图案。尽管二维软光刻已被广泛的研究和应用于一些应用，但利用原子力显微镜( AFM )制备的纳米尺度三维图形进行三维软光刻的定量研究还很缺乏。本文通过实验验证了超声振动辅助AFM纳米加工在三维软光刻三维主纳米模板制备中的有效性。我们成功地应用了聚二甲基硅氧烷( PDMS )子模，从一个纳米级的三维主模板铸造，使用软光刻技术溶剂辅助微模压。此外，我们还研究了主纳米模板的质量和可重复使用性，以及PDMS模板的质量，通过自动成像配准算法量化体积差异。结果表明，对于第一、二女模铸造，轮廓简单的聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )主纳米模板中存在零或少的PDMS残馀物，而对于第三铸造，则有7 %的残馀物。而且较复杂的母纳米模板显示出略高的残留水平。