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聚二甲基硅氧烷（PDMS）具有天然的氣體滲透性、理化穩定性和生物相容性，是微流控和微接觸印刷[2]等微/納米裝置常見的基礎材料，同時也在醫療假體植入和修復等方面扮演著重要的角色。但其具有天然的疏水性,容易黏附非極性物質，產生非特異性吸附等不足。因此，將PDMS疏水性表面轉化為親水性，可進一步拓展其應用領域。

目前，能夠實現PDMS的表面改性方法多樣，主要有紫外/臭氧改性法、等離子表面處理法、表面活化劑法、接枝共聚法和電暈放電儀法等技術。等離子表面處理是一種常用的PDMS改性處理方法，同時也是一種被頻繁使用的芯片封裝方式，適用于PDMS和玻璃、PDMS和PDMS之間，屬于不可逆封裝方式。本文將詳細介紹等離子表面處理方法的原理及其優缺點。

PDMS薄膜等離子表面處理

由于PDMS薄膜具有疏水性，液滴在其表面鋪展范圍較小，液體吸附效果不夠理想，因此，可以選用等離子表面處理設備對其表面進行處理，可以提高PDMS薄膜的表面能，擴大液滴的鋪展范圍。

等離子體(Plasma)是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產生的電子組成的離子化氣體狀物質。等離子表面處理是指非聚合性氣體在等離子的狀態下對高分子聚合物材料表面作用的化學過程和物理過程。

在等離子表面處理裝置中，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長，受電場作用，它們發生碰撞而形成等離子體，這些離子的活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學鍵，在任何暴露的表面引起化學反應，等離子體產生的氧自由基非常活躍，容易與碳氫化合物反應，使得PDMS表面非極性硅氧烷（SiCH3）轉化成極性的硅烷醇（SiOH），硅烷醇（SiOH）是一種親水性的基團（圖1.1）。

圖1.1 PDMS 等離子表面處理

親水角是衡量液體對物體表面潤濕程度的量度，是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角。

使用接觸角測量儀對等離子處理前后的PDMS薄膜的接觸角進行測試，可以得到PDMS薄膜潤濕性的變化，測量結果如圖1.2所示，未經處理的PDMS薄膜接觸角約為116°，顯示疏水性，去離子水滴在經過處理的PDMS薄膜上后完全鋪展，顯示出親水性。

圖2.2 PDMS薄膜等離子表面處理前后潤濕性能對比

但利用等離子表面處理技術處理后的PDMS薄膜表面具有的親水性是短暫的，放置空氣中數小時后，表面潤濕程度逐漸由親水性恢復至疏水性。該方法對環境無污染，對樣品生物性能破壞小，應用前景好。