微流控层流技术的研究

基于微型通道自身的层流特点而发展起来的多相层流技术,从最初的液-液微萃取开始,由于其结构加工简单、操作方便和分析功能强大,已逐渐发展成为一种加工分析方法,为微流控分析的研究应用打开了一个崭新的局面。本文概述了层流的基本原理,总结了近10年来在这方面的研究,包括层流界面间的分子扩散、转移现象和化学反应,以及层流刻蚀加工技术及其在制备纳米材料和在生命医学方面的应用。具体介绍了应用层流技术进行微芯片的加工制作,微型反应器的制备,离子、分子的分离分析,聚合物薄膜的形成和应用,微通道内有机合成反应的控制,溶液的浓度梯度控制以及在免疫检测中的应用,对细胞、生物大分子的操作控制,以及对生物试剂的预处理分析等。     

热诱导金属/聚合物膜系图案化控制的研究

近年来 ,在简单体系上形成复杂规则的图案已引起诸多学者的注意 ,其中以聚合物为母体的体系发展了模板、局部紫外照射和激光诱导等一系列技术 ,从而得到可控的表面图案[1～ 6] .本文用激光刻蚀法对溅射在聚合物膜上的金属薄膜进行处理 ,在热诱导情况下使金属 /聚合物膜系表面产生了规则的图案 .薄膜热应力的可控释放作用和激光刻蚀造成的区域局限作用被认为是诱导这种可控图案产生的两种基本要素 .通过控制激光刻蚀区域 ,可控制薄膜表面形貌变化 ,从而实现可控的图案化设计 .1　实验部分1.1　原料及仪器　聚苯乙烯 (PS) :北京燕山石油化工…     

嵌段共聚物自组装及其在纳米材料制备中的应用(下)

嵌段共聚物可以自组装形成丰富的有序微结构。这些微结构可以拥有各种不同的几何形态和晶体／准晶结构及宽泛的尺寸选择性，而且具有良好的可调控性及相对容量的加工方法。利用嵌段共聚物这种自组装特性来制备一些利用传统技术难以获得的纳米材料（如功能纳米材料，纳米结构材料，模板材料，介孔固体等）及微米／亚微米微结构材料（如光子晶体等），具有优越性。这些材料将在信息技术，生物医学，催化等领域取得应用。     

用于气体传感器的多孔硅的制备方法研究

分别采用化学刻蚀法、电化学腐蚀法和铂助腐蚀法在室温下制备了应用于气体传感器的纳米级多孔硅,并且对其表面形貌及厚度进行了表征。结果表明,3种方法制备的多孔硅孔径从5～100nm不等,并且3种制备方法各具优缺点,可根据实际需要来选择合适的制备方法。     

碳氟等离子体改性PET表面的反应机制的研究

利用CF₄与cH₄/CF₄等离子体来处理涤沦膜(PET),讨论了不同摩尔比的碳氟等离子体改性PET表面的作用机制.利用变角x光电子能谱(XPS)和接触角测试技术研究了改性后PET表面的结构和性质.结果表明,碳氟等离子体的处理可以显著地改善PET表面的憎水性.不同摩尔比的碳氟混合气体的作用机制不同,其中碳氟混合气体等离子体以聚合为主,在PET表面形成均匀的改性层;而纯CF₄气体则以刻蚀为主,含氟基团主要分布在PET表面.     

不同类型GaAs上应用约束刻蚀剂层技术进行电化学微加工

应用约束刻蚀剂层技术(CELT)对GaAs进行电化学微加工. 研究了刻蚀溶液体系中各组成的浓度比例、GaAs类型、掺杂以及阳极腐蚀过程对GaAs刻蚀加工过程的影响. 循环伏安实验表明, Br-可以通过电化学反应生成Br2作为刻蚀剂, L-胱氨酸可作为有效的捕捉剂. CELT中刻蚀剂层被紧紧束缚于模板表面, 模板和工件之间的距离小于刻蚀剂层的厚度时, 刻蚀剂可以对GaAs进行加工. 利用表面具有微凸半球阵列的导电模板, 可以在不同类型GaAs上加工得到微孔阵列. 实验结果表明: 在相同刻蚀条件下, GaAs的加工分辨率与刻蚀体系中各组分的浓度比例有关, 刻蚀结构的尺寸随着刻蚀剂与捕捉剂浓度比的增加而增大; 在加工过程中, p-GaAs相对于n-GaAs和无掺杂GaAs受到阳极氧化过程的影响较为显著, p-GaAs表面易生成氧化物层, 影响电化学微加工过程. X射线光电子能谱(XPS)和极化曲线实验也证明了这一点.     

表面活性素分子结构对其胶束化行为的影响

采用表面张力、界面张力、荧光、动态光散射(DLS)和冷冻刻蚀电镜(FF-TEM)等方法, 研究了由Bacillus subtilis HSO121所产生的一组表面活性素的胶束化行为. 通过对表面活性素溶液表面张力、表面活性素对水/正己烷界面张力的影响、表面活性素胶束微极性以及胶束粒径和形态的研究, 发现随着表面活性素脂肪链长度的增加, 其表界面活性增强, 溶液中趋向于形成更大的聚集体.     

镁合金表面微结构阵列的电化学微加工

研究了镁合金的约束刻蚀微加工方法. 通过对电解过程中电极表面氢离子浓度变化以及刻蚀体系对镁合金的腐蚀速率的测量与分析, 对一些可能有刻蚀作用的刻蚀体系进行了研究. 选用亚硝酸钠作为产生刻蚀剂(硝酸)的前驱体、氢氧化钠作为捕捉剂、少量硅酸钠作为缓蚀剂的约束刻蚀体系, 使用具有规整三维微立方体点阵结构的模板, 在金属镁表面加工出具有与模板互补特性的点阵微结构, 复制加工的分辨率为亚微米级. 并对刻蚀过程机理进行了探讨与分析.     

图案化TiO2薄膜的制备技术

本文综述了图案化TiO2薄膜的制备技术,按图案的生成方式可分为图案的直接生成,掩膜复制法,硬质模板复制法三大类。可以通过针尖写蚀法、电子书写蚀法、激光写蚀法、自组装法、光电化学法直接制备图案。掩膜复制法包括光刻胶法、自组装膜法、光敏凝胶膜法等。硬质模板法也称软刻蚀技术,分为复制微模塑、转移微模塑、毛细管微模塑、微接触印刷法、光-盖印印刷等技术。对每类方法的优缺点作了适当评述,对今后图案化TiO2薄膜制备的研究方向提出了一些建议。     

角分辨飞行时间法研究GaAs(100)表面蚀刻反应动力学

采用探测室可转动的分子束实验装置,研究了氯分子束与GaAs(100)表面热反应和紫外激光诱导反应的动力学.结果表明,热反应的主要产物为GaCl~3, 其角分布可用cos^2^.^3θ函数拟合.对于紫外(355nm)激光诱导反应,由角分辨的飞行时间(TOF)法测得主要产物为GaCl等,它们的通量角分布须用双余弦加和公式(c~1cosθ+c~2cos^nθ)拟合,表示产物粒子在表面法线方向明显聚集,而且由TOF 谱求得粒子的动能在表面法线方向最大. 这种明显的聚集现象可以由激光诱导的粒子在表面附近发生碰撞效应来解释