[发明专利]一种在PDMS表面制备薄膜型金属微器件的方法

权利要求书

1、一种在PDMS表面制备薄膜型金属微器件的方法，其特征是：采用紫外光引发区域选择性接枝聚丙烯酸PAA和区域选择性化学镀技术，在PDMS片表面或在PDMS芯片的通道内壁表面，制备薄膜型金属微器件，具体步骤为：

(1)处理PDMS表面：以二苯甲酮的丙酮溶液处理PDMS表面，使二苯甲酮吸附到PDMS表面；

(2)接枝PAA：将含有丙烯酸AA单体的接枝溶液滴加到PDMS片表面或注入PDMS通道内，通过紫外光刻掩膜，用365nm紫外光对PDMS表面进行区域选择性辐照，在受光照的PDMS材料表面接枝上具有微尺寸的PAA层；

(3)胺化反应：采用乙二胺为胺化液，1-[3′-(N，N-二甲基胺基)丙基]-3-乙基碳二亚胺盐酸盐为偶合剂对接枝在PDMS表面的PAA进行胺化反应；

(4)吸附金络阴离子：用水清洗后，用HAuCl₄溶液浸泡经过胺化反应后的PDMS表面，金络阴离子被吸附到上述胺化区域；

(5)形成纳米金粒催化中心：用水清洗后，用NaBH₄溶液还原选择性吸附了金络阴离子的PDMS表面，在光照区域形成纳米金粒催化中心；

(6)化学镀金属膜：将经过前述步骤处理和清洗的PDMS表面与所需镀金属的化学镀浴接触反应.室温下反应30-120分钟，在PDMS内或外表面获得薄膜型金属微器件。

2、根据权利要求1制备薄膜型金属微器件的方法，其特征是：在PDMS片状材料的表面制备金属膜微器件，采用浸泡法对PDMS表面化学处理后，再进行化学镀操作，步骤为：

(1)用二苯甲酮溶液浸泡处理PDMS片：将制备好的PDMS片在二苯甲酮溶液中浸泡30s-10min，取出后用去离子水冲洗；

(2)向吸附有二苯甲酮PDMS片上滴加含有AA单体的接枝溶液：配制含有AA单体、高碘酸钠和苯甲醇的接枝溶液，取适量此溶液滴加到PDMS片中央，将光刻掩膜盖在PDMS片上，使接枝溶液在PDMS片与掩膜之间形成一层均匀的液膜；

(3)紫外光照使单体光化学聚合：将上述准备好的PDMS-掩模组合置于紫外光源下对PDMS片表面进行区域选择性辐照，透过掩膜的紫外光使吸附在PDMS片表面的二苯甲酮形成自由基，进而引发AA单体的聚合，在PDMS片表面相应区域形成一层PAA，光照后取下掩膜，用水冲洗PDMS片，除去未聚合的AA单体和未与PDMS片交联的PAA；

(4)纳米金粒催化中心形成：将接枝了PAA的PDMS片进行胺化、HAuCl₄处理、NaBH₄还原等前处理反应，在光照区域形成纳米金粒催化中心；

(5)化学镀金属膜：将经胺化、HAuCl₄、NaBH₄还原处理过的PDMS片用去离子水冲洗后，浸入到化学镀金属镀液中，室温下反应0.5-2小时，获得带有金属膜微结构的PDMS片材。

3、根据权利要求2制备薄膜型金属微器件的方法，其特征是：其所述的金属薄膜微结构的平面形状包括：片状、带状、环状、不规则形状、阵列点或阵列线。

4、根据权利要求1制备薄膜型金属微器件的方法，其特征是：在PDMS通道内壁特定区域制备薄膜型金属微器件，采用注射泵驱动的方法，使表面化学处理的溶液通过PDMS通道内表面，具体步骤为：

(1)按常规方法制成带有通道的PDMS芯片，用注射泵将配制好的二苯甲酮溶液，通过溶液入口接管注入所需金属化区域所在的通道，使二苯甲酮吸附到PDMS通道内壁；

(2)用注射泵将配制好的含有AA单体的接枝溶液通过溶液入口接管注入所需金属化区域所在的通道；

(3)将紫外光刻掩膜紧贴在通道相应位置的PDMS芯片表面，紫外光照使该区域通道内的AA单体光化学聚合；

(4)用注射泵将各步骤反应所需溶液依次注入通道，对接枝了PAA的PDMS通道进行胺化、HAuCl₄处理、NaBH₄还原等前处理反应，在光照区域形成纳米金粒催化中心；

(5)化学镀金膜：将经胺化、HAuCl₄、NaBH₄还原处理过的PDMS通道用去离子水冲洗后，用注射泵注入化学镀金属镀液，室温下反应0.5-2小时，获得指定区域内壁带有金属薄膜的PDMS通道。