[发明专利]一种具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法及应用

权利要求书

1.一种具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其步骤为：

a.选取基底；

b.将步骤a选取的基底先后分别在丙酮、氯仿、乙醇、超纯水中进行超声清洗，后取出基底进行干燥；

c.将步骤b得到的基底进行表面亲水化处理，用超纯水冲洗，氮气吹干；

d.在步骤c得到的基底上均匀旋涂光刻胶，旋涂条件为500～5000转/秒；

e.将光刻掩模版置于步骤d得到的基底上，其中掩模版图案的尺寸为100～2000μm，间距为500～5000μm，再进行紫外曝光，其曝光时间为2～200s；将曝光后的基底放入显影液中显影，再取出基底，氮气吹干，以获得光刻胶点阵；

f.将步骤e获得的基底进行亲水化处理，其后在亲水化处理的基底上沉积上纳米粒子；

g.将步骤f获得的基底通过湿法刻蚀或干法刻蚀进行刻蚀，刻蚀时间2～60min，随后对基底进行清洗，氮气吹干，即可在基底上制备出纳米结构；

h.将步骤g获得的基底通过原位自组装或喷涂方法进行疏水性材料的修饰，随后将基底进行清洗，除去光刻胶，氮气吹干，以在基底上制备出中间区为亲水的裸硅区域、周边区为纳米结构的超疏水区域的亲水-超疏水复合界面芯片。

2.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，所述基底的材料为：单晶硅、不锈钢、石英和玻璃片中的任一种。

3.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，所述亲水化处理方式为O₂-Plasma或在质量比为3:1的浓H₂SO₄和H₂O₂混合溶液中80～100℃加热10～30min。

4.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子的尺寸为100nm～1000μm，所述纳米粒子为银纳米粒子、聚苯乙烯纳米球和二氧化硅纳米球中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，所述疏水性材料为疏水性单分子层、疏水性聚合物和疏水性纳米粒子中的一种；

所述疏水性单分子层为：含有烷基链的硅烷或含氟的硅烷；

所述疏水性聚合物为：聚四氟乙烯、聚丙烯酸六氟丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或疏水性光刻胶；

所述疏水性纳米粒子为：氟化二氧化硅纳米粒子或聚苯乙烯纳米粒子。

6.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，步骤h中：

所述原位自组装方法的步骤如下：先对基底进行亲水化处理，随后将1～100μL的疏水性硅烷试剂，滴加于基底周边，在真空度为0.01Pa，温度范围在80～150℃下生长0.5～24h，以使基底表面修饰上疏水性的硅烷；

其中，疏水性硅烷试剂为OTS、十七氟癸基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一种。

7.根据权利要求1所述的具有亲水-超疏水复合界面芯片的制备方法，其特征在于，步骤h中：

所述喷涂方法的步骤包括：先对基底进行亲水化处理，随后将疏水性聚合物或疏水性纳米粒子分散在溶剂中形成相应的分散液，随后将分散液喷涂于基底上，并将基底加热至100～200℃以除去溶剂，使得基底表面具备疏水性。