微流控芯片等離子處理的原理
文章導(dǎo)讀：等離子體處理可以在材料表面形成烴基或氧化物等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)可以改變材料表面的潤(rùn)濕性。例如，?PDMS材料通過(guò)等離子處理可以增加其表面能量，使其從疏水轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水。
微流控芯片等離子處理的原理是通過(guò)等離子體中的活性粒子與芯片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變芯片表面的化學(xué)性質(zhì)，從而達(dá)到所需的親水或疏水效果。具體來(lái)說(shuō)，等離子體處理可以在材料表面形成烴基或氧化物等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)可以改變材料表面的潤(rùn)濕性。例如，PDMS材料通過(guò)等離子處理可以增加其表面能量，使其從疏水轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水。
不同材料等離子處理的具體效果
PMMA和玻璃：通過(guò)等離子處理，PMMA和玻璃的表面可以形成烴基，達(dá)到疏水效果。然而，這種疏水性具有一定的時(shí)效性，容易受到環(huán)境影響。
PDMS：通過(guò)氧等離子體處理，PDMS表面可以引入親水性質(zhì)的-OH基團(tuán)，使其表面變得親水。這種處理方式在微流控芯片制備中常用于鍵合PDMS與其他基材。
化學(xué)作用
如果引入反應(yīng)性氣體（如氧氣、氮?dú)獾龋?，被等離子體活化的芯片表面會(huì)與反應(yīng)性氣體發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生新的活性基團(tuán)。例如，使用氧等離子體處理 PDMS（聚二甲基硅氧烷）時(shí)，PDMS 表面附近的單體 O-Si（CH?）?會(huì)轉(zhuǎn)化為羥基（-OH）。玻璃表面含有大量 Si-O 鍵，經(jīng)氧等離子處理后，Si-O 鍵被打斷，形成大量 Si 懸掛鍵，Si 懸掛鍵再吸收空氣中的 - OH，形成 Si-OH 鍵。當(dāng)處理后的 PDMS 與玻璃表面相貼合時(shí)，兩表面的 Si-OH 之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成牢固的 Si-O 鍵，實(shí)現(xiàn)不可逆鍵合。
表面形貌改變
在等離子體處理過(guò)程中，由于離子對(duì)材料表面的刻蝕作用，芯片表面會(huì)形成凹凸?fàn)畹耐蛊鸹蛭⒓?xì)坑洼，增大了樣品的比表面積，從而提高固體表面的潤(rùn)濕性能和表面活性，有利于后續(xù)的鍵合、涂層沉積等操作。
等離子處理在微流控芯片中的應(yīng)用實(shí)例
等離子處理在微流控芯片中的應(yīng)用非常廣泛。例如，通過(guò)等離子處理可以使PDMS表面變得親水，從而更好地與其他材料鍵合，提高微流控芯片的密封性和穩(wěn)定性。此外，等離子處理還可以用于改善微流控芯片中的液體分布均勻性，提高芯片的性能和可靠性。
PMMA和玻璃：通過(guò)等離子處理，PMMA和玻璃的表面可以形成烴基，達(dá)到疏水效果。然而，這種疏水性具有一定的時(shí)效性，容易受到環(huán)境影響。
PDMS：通過(guò)氧等離子體處理，PDMS表面可以引入親水性質(zhì)的-OH基團(tuán)，使其表面變得親水。這種處理方式在微流控芯片制備中常用于鍵合PDMS與其他基材。
化學(xué)作用
如果引入反應(yīng)性氣體（如氧氣、氮?dú)獾龋?，被等離子體活化的芯片表面會(huì)與反應(yīng)性氣體發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生新的活性基團(tuán)。例如，使用氧等離子體處理 PDMS（聚二甲基硅氧烷）時(shí)，PDMS 表面附近的單體 O-Si（CH?）?會(huì)轉(zhuǎn)化為羥基（-OH）。玻璃表面含有大量 Si-O 鍵，經(jīng)氧等離子處理后，Si-O 鍵被打斷，形成大量 Si 懸掛鍵，Si 懸掛鍵再吸收空氣中的 - OH，形成 Si-OH 鍵。當(dāng)處理后的 PDMS 與玻璃表面相貼合時(shí)，兩表面的 Si-OH 之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成牢固的 Si-O 鍵，實(shí)現(xiàn)不可逆鍵合。
在等離子體處理過(guò)程中，由于離子對(duì)材料表面的刻蝕作用，芯片表面會(huì)形成凹凸?fàn)畹耐蛊鸹蛭⒓?xì)坑洼，增大了樣品的比表面積，從而提高固體表面的潤(rùn)濕性能和表面活性，有利于后續(xù)的鍵合、涂層沉積等操作。
等離子處理在微流控芯片中的應(yīng)用實(shí)例
等離子處理在微流控芯片中的應(yīng)用非常廣泛。例如，通過(guò)等離子處理可以使PDMS表面變得親水，從而更好地與其他材料鍵合，提高微流控芯片的密封性和穩(wěn)定性。此外，等離子處理還可以用于改善微流控芯片中的液體分布均勻性，提高芯片的性能和可靠性。
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