印刷聚硅氧烷平面微观结构有了更简单的方法

聚硅氧烷是一种弹性聚合物 , 广泛用于流体力学、光学和生物医学工程 。由于其可铸造和可固化的特性 , 它为微细加工提供了理想的特性 。为了生产由聚硅氧烷组成的小规模结构 , 在学术研究实验室中将软光刻技术用作标准技术 。


印刷聚硅氧烷平面微观结构有了更简单的方法

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图片来源:新加坡科技设计大学
研究背景尽管对印刷油墨的性质有严格的要求 , 但是数字制造 , 特别是3-D印刷的最新进展使得能够直接图案化聚硅氧烷 。合适的油墨通常是高粘度和快速固化的 。对于3-D印刷 , 要求聚硅氧烷树脂的光固化特性以使其保持印刷的形状 。
添加剂固化的聚硅氧烷的低粘度使其与直接墨水书写(DIW)3-D打印机的打印不兼容 。尽管聚硅氧烷树脂(如Sylgard 184)的低粘度有助于通过喷嘴轻松挤出 , 但图案化树脂的回流会损害印刷保真度 。
为此 , 新加坡技术与设计大学(SUTD)的Soft Fluidics Lab的研究人员开发了一种简单的方法 , 可以使用市售的液态聚硅氧烷树脂制造变为由聚硅氧烷组成的平面微结构 , 而不会改变其性能 。
新方法的优越性在这种新开发的方法中 , 将粘度在1-100 Pa.s范围内的可固化液体聚硅氧烷分配到与树脂(例如甲醇 , 乙醇和异丙醇)不混溶的液体中 。分配的聚硅氧烷在基材上的接触角从空气中的20o增加到醇中的100o 。接触角的增加允许保持图案化聚硅氧烷的结构直至固化 , 此后 , 易于通过蒸发除去包埋液 。该方法称为嵌入式墨水书写(EIW) 。
SUTD的主要作者Rahul Karyappa博士解释说:“使用EIW , 可以在不同的软性和刚性基材上对聚硅氧烷油墨进行构图 , 而不会影响印刷的聚硅氧烷与基材的粘合性 。”
【印刷聚硅氧烷平面微观结构有了更简单的方法】首席研究员Michinao助理教授补充说:“包埋介质的存在并没有妨碍横向和垂直排列的聚硅氧烷长丝的粘合 , 这使得这项技术特别有效 , 特别是在使用可商购的PDMS树脂制造柔性设备和微流控设备方面 。”
文章来源:phys.org

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