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申请/专利权人：苏州大学

摘要：本发明公开了一种即插即用的微纳米喷针制造方法及微纳米喷针，其制造方法包括：采用角度成型剥离法制备硅纳米凹模具；印刻硅纳米凹模具纳米结构，获得PDMS纳米凸模具；在PDMS纳米凸模具上打印PEO微米线条，制造微纳米喷针微通道和钢针预留连接通道，形成PDMS‑PEO微纳米喷针凸模具；复制PDMS‑PEO微纳米喷针凸模具图形获得未键合的聚合物微纳米喷针。PDMS喷针盖板与未键合的聚合物微纳米喷针键合，密封微纳米沟道，钢针插入预留连接口，获得可即插即用的微纳米喷针。本发明公开的一种即插即用的微纳米喷针制造方法及微纳米喷针，实现微纳米喷针的即插即用，提高了打印效率和使用的便捷度。

主权项：1.一种即插即用的微纳米喷针制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1.将PDMS喷针盖板与未键合的聚合物微纳米喷针进行氧等离子体处理；所述未键合的聚合物微纳米喷针的制备方法包括：步骤a.1.采用角度成型剥离法制备硅纳米凹模具；步骤a.2.采用步骤a.1制备的硅纳米凹模具通过浇注法获得PDMS纳米凸模具，PDMS纳米凸模具上有纳米脊；步骤a.3.在步骤a.2制备的PDMS纳米凸模具的纳米脊的一侧向外延伸打印若干条凸线条，打印若干条凸线条在PDMS纳米凸模具上形成微米通道凸模，以及与微米通道连接的钢针预留连接通道凸模；获得PDMS-PEO微纳米喷针凸模具；步骤a.4.采用步骤a.3制备的PDMS-PEO微纳米喷针凸模具通过浇注法获得未键合的聚合物微纳米喷针，所述未键合的聚合物微纳米喷针上预留有微通道钢针预留连接沟道；微米沟道的深度大于纳米沟道深度，且组合形成由微米沟道向聚合物微纳米喷针的纳米针尖端延伸的呈阶梯式逐步渐收的通路；所述PDMS喷针盖板的制备方法包括：步骤b.1.获取玻璃基底，对玻璃基底进行亲水处理，在经过亲水处理后的玻璃基底上打印一条凸线条；步骤b.1中的凸线条为一条50mm的凸线条；步骤b.2.将PDMS混合溶液浇注在玻璃基底上，并放置在60~85℃烘箱中烘烤2~4h固化，冷却至室温后与玻璃基底分离，获得带有钢针预留沟道的PDMS喷针盖板；步骤S2.随后将带有钢针预留沟道的PDMS喷针盖板与未键合的聚合物微纳米喷针对齐并键合，密封喷针的微纳米沟道，获得聚合物微纳米喷针；步骤S3.将亲水处理后的钢针插入到聚合物微纳米喷针的钢针预留连接通道中进行过盈配合；采用角度成型剥离法制备硅纳米凹模具，包括以下步骤：步骤a.1.1.将带有二氧化硅层的硅片作为模具坯料放置在充满六甲基二硅胺气氛的干燥塔中静置10~20min，增强二氧化硅层与光刻胶之间的粘附性;步骤a.1.2.随后在经过步骤a.1.1处理的模具坯料的二氧化硅层外表面旋涂一层光刻胶；步骤a.1.2中，光刻胶的旋涂参数为：低速转速600~900rpm，旋涂时间6~9s，高速转速6000~9000rpm，旋涂时间20~30s；步骤a.1.3.将经过步骤a.1.2处理后的模具坯料放置在热板上进行前烘然后进行紫外曝光；步骤a.1.4.将经过步骤a.1.3处理后的模具坯料放置在100~120℃热板上反转烘1~3min；降至室温后进行全曝光，曝光时间60~80s，显影40~60s后，在模具坯料上形成微米级倒梯形光刻胶台阶；步骤a.1.5.将经过步骤a.1.4处理后的带有微米级倒梯形光刻胶台阶的模具坯料采用氢氟酸缓冲液刻蚀二氧化硅层的时间为8~15s，刻蚀掉除光刻胶底部以外的二氧化硅层；随后在模具坯料的光刻胶正上方方向垂直沉积一层铜薄膜，微米级倒梯形光刻胶台阶下方的二氧化硅层与沉积铜薄膜之间生成纳米间隙；步骤a.1.6.将经过步骤a.1.5处理后的模具坯料在丙酮溶液中浸泡30~60min后剥离去除光刻胶，保留模具坯料上二氧化硅层与沉积铜薄膜之间的纳米间隙；步骤a.1.7.将经过步骤a.1.6处理的模具坯料采用反应离子深刻蚀技术对暴露的硅片进行刻蚀，硅片上形成纳米沟道；步骤a.1.8.将经过步骤a.1.7处理的模具坯料采用氢氟酸缓冲液去除掉剩余的二氧化硅层，采用浓硝酸去除掉铜薄膜，获得硅纳米凹模具；采用浇注法制造PDMS纳米凸模具，包括以下步骤：步骤a.2.1.将硅纳米凹模具分别放置在二甲基二氯硅烷、甲苯和乙醇溶液中浸泡15~30s，形成反粘层；步骤a.2.2.将PDMS混合溶液浇注到硅纳米凹模具上，放置在真空度小于10Pa的真空环境下至少1h，使PDMS混合溶液液完全填充硅纳米凹模具，随后放置到60~85℃烘箱中烘烤2~4h固化，冷却至室温后；将固化的PDMS混合溶液形成的PDMS纳米凸模具与硅纳米凹模具分离，获得PDMS纳米凸模具；在制备PDMS-PEO微纳喷针凸模具的步骤中，还包括：步骤a.3.1.对PDMS纳米凸模具进行氧等离子体处理，处理功率为5~20W，处理时间为10~30s；为了提高打印材料和PDMS纳米凸模具的结合力，需在电射流打印前对PDMS纳米凸模具进行氧等离子体处理；步骤a.3.2.在氧等离子体处理后的PDMS纳米凸模具上打印所述微米通道凸模以及钢针预留连接通道凸模；步骤a.3.2中，若干条凸线条的打印方法包括：打印一条50mm线宽的凸线条，参数为电压1500~2200V，浓度为1~3wt%PEO，工作距离为500~700mm，作为微通道凸模；在50mm的线条基础上延伸接着打印一条100mm线宽的线凸条，参数为电压2000~2500V，浓度为2~4wt%PEO，工作距离为600~800mm，作为微通道凸模；随后在100mm的线条基础上延伸再打印一条50mm的凸线条，作为钢针预留连接通道凸模。

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