[发明专利]一种利用结构诱导法制备纳米尺度电射流喷针的方法

摘要

本发明涉及3D打印机喷针制备，特别是涉及一种利用结构诱导法制备纳米尺度电射流喷针的方法。本发采用PMMA二维沟道作为诱导图形，通过旋涂PDMS方法，一步制作出电射流喷针纳米通道，制造后的纳米通道深宽约60纳米。整个喷针制造共包含三个步骤。即：带有纳米尺度电射流喷针诱导图形的PMMA基底制造；PDMS甩胶制备电射流喷针纳米通道；纳米尺度电射流喷针封装。

主权项

1.一种利用结构诱导法制备纳米尺度电射流喷针的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：带有纳米尺度电射流喷针诱导图形的PMMA基底制造(1)利用激光切割，切出一块4×5厘米的PMMA塑料基板；清洗并烘干后，利用热压，在其上压印出宽度和深度约500纳米的纳米沟道，制造出纳米尺度电射流喷针诱导图形；热压的参数为：热压温度为150～200摄氏度，热压压力为1.5～2兆帕，热压时间为15～20分钟；(2)将热压后带有纳米尺度电射流喷针诱导图形(以下简称纳米结构诱导图形)的PMMA基板至于干燥塔内；干燥塔内部放入三甲基氯硅烷，蒸发5～10分钟，使带有纳米结构诱导图形的PMMA基底上覆盖一层十几纳米的三甲基氯硅烷；步骤2：PDMS甩胶制备电射流喷针纳米通道(1)将步骤1中得到的带有纳米结构诱导图形的PMMA基板置于甩胶机托盘上，PMMA基板中心与托盘圆心距离5厘米，并保证PMMA基板上纳米诱导图形线条与托盘‑基板中心连线垂直；(2)将PDMS(固化剂比例5:1)滴在PMMA基板靠托盘圆心的位置，滴液量约2毫升；启动甩胶机，旋涂一层约2微米厚的PDMS；甩胶参数为：转速3000～3500转每分钟，甩胶时间为10～15秒；PDMS旋涂后，可在PMMA基板上纳米结构诱导图形区域形成深宽约60纳米的通道，即形成电射流喷针纳米通道；(3)将旋涂PDMS后的PMMA基板在水平热板上迅速固化，防止PDMS重新流动造成电射流喷针纳米通道变形；固化温度为300～350摄氏度，固化时间约3～5分钟；步骤3：纳米尺度电射流喷针封装(1)将步骤2得到的固化后带有喷针纳米通道的PDMS，与另外一片厚度为1毫米的PDMS基板进行键合，形成纳米尺度电射流喷针基板；键合前，需要对这两片PDMS进行氧等离子体处理，以提高键合强度；氧等离子体处理功率为10～15瓦，真空度为55～60帕，处理时间为45～50分钟；(2)将纳米尺度电射流喷针基板与PMMA基板分离，然后在带有喷针纳米通道的一侧进行打孔，以防止纳米通道堵塞；将打孔后的纳米尺度电射流喷针基板与另外一片厚度为0.5毫米的PDMS进行键合；键合参数与上步PDMS键合参数相同；(3)对键合后的喷针PDMS基板进行切割，形成纳米尺度电射流喷针。