[发明专利]一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷薄膜及其复合薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷薄膜及其复合薄膜的方法，属于微纳制造技术领域，该方法利用油相/水相互不相溶的原理和两种液相界面表面张力梯度作用可以制作出厚度为100nm‑25μm的聚二甲基硅氧烷薄膜及其复合薄膜，该方法无需苛刻的加工环境和昂贵的设备，避免了传统薄聚二甲基硅氧烷薄膜制作过程复杂、周期长、灵活性差、转膜操作难、不易实现大面积薄膜制作等局限，可快速、灵活、高效、低成本地实现薄聚二甲基硅氧烷薄膜及其复合薄膜的大面积制作，有望促进薄聚二甲基硅氧烷薄膜在材料学、生物学、传感器等领域的推广和应用。

技术领域

本发明属于微纳制造技术领域，具体涉及一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷薄膜及其复合薄膜的方法。

背景技术

聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜具有独特的物理、化学特性，比如超高弹性、高延展性、良好的曲面适应性、优异的气体通透性、良好的惰性等，因而在穿戴式传感器、细胞和组织生物力学研究、气体传感器封装、药剂缓释等方面具有突出的应用优势。但是，目前基于旋涂、拉制等方法制作PDMS薄膜，尤其是超薄PDMS薄膜，存在制作困难、可控性差、产率低等问题。而且旋涂法或拉制法所制作的PDMS薄膜附着于平面基片上，因其机械强度差，往往难以直接转移至目标基底或器件表面。虽然通过在基片上预先制作牺牲层的方法可以实现制作后PDMS薄膜的释放、转移，但是，这些工艺增加了PDMS薄膜制作过程的复杂度和成本，总之，现有PDMS薄膜制作方法存在较大局限，极大地限制了PDMS薄膜的实际应用。

因此，迫切需要发展一种快速、简便、灵活度高、成本低廉的超薄PDMS薄膜的制作方法，满足柔性穿戴式传感器、细胞/组织生物力学研究等领域对超薄PDMS薄膜的应用需求，促进高性能穿戴式传感器的开发以及细胞生物学的快速发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷薄膜的方法；目的之二在于提供一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷复合薄膜的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种基于液面悬浮技术制作超薄聚二甲基硅氧烷薄膜的方法，所述方法如下：将聚二甲基硅氧烷预聚体与固化剂混匀后再加入有机溶液，再次混匀后获得油相，将所述油相滴于水相液面上，形成有机相薄膜，所述有机相薄膜经固化后制得超薄聚二甲基硅氧烷薄膜，通过降低所述水相的水位，使所述超薄聚二甲基硅氧烷薄膜转移至预置的基片上，即可。

优选的，所述聚二甲基硅氧烷预聚体与固化剂的质量比为5-20:1。

优选的，所述聚二甲基硅氧烷预聚体与有机溶液的体积比为1:1-100。

优选的，所述有机溶液为硅油、正戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、二异丙胺或乙醚中的一种或均含有表面活性剂的硅油、正戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、二异丙胺或乙醚中的一种。

优选的，所述水相为水、无机盐水溶液或含有表面活性剂的水溶液。

优选的，所述固化具体为在23-80℃下固化2-48h。

优选的，所述基片的形状为圆形、椭圆形或多边形中的一种。

优选的，所述基片平面基片、设置有凸起或凹形结构的基片或设置有通孔结构的基片。

优选的，将聚二甲基硅氧烷预聚体与固化剂混匀后还包括真空除泡工序。

优选的，制得超薄聚二甲基硅氧烷薄膜后还包括激光切割工序，实现具有特定形貌的超薄聚二甲基硅氧烷薄膜制作。

优选的，所述激光切割工序包括如下步骤：