Micropunching Litografia de Geração de Micro e submicrométricas-padrões sobre substratos poliméricos

O objetivo geral deste trabalho é gerar padrões micro e submicrométricos na parede lateral superior e nas superfícies inferiores de um substrato polimérico para várias aplicações. Isso é feito revestindo primeiro as camadas de polímero intermediário e alvo em uma superfície rígida. Em seguida, estruturas de molde afiadas e redondas são fabricadas e usadas para gravar o substrato acima da temperatura de transição vítrea do polímero intermediário, que está abaixo da temperatura de fusão do polímero alvo.

Depois que o substrato esfria, o molde é removido e os padrões micro e submicrométricos são revelados nas superfícies dos substratos poliméricos. As aplicações biomédicas da litografia de micro perfuração são as primeiras. Os microbiomas PPY gerados com a operação de corte são usados para detecção de glicose.

Em segundo lugar, os canais HDP gerados com trefilação podem ser usados como canais microfluídicos dentro de dispositivos de chip labon para reduzir o atrito do fluxo de fluido. Neste procedimento, um substrato de silicone, que é revestido com polímero intermediário e um material a ser impresso, é aquecido acima da temperatura de transição vítrea do polímero intermediário e abaixo da temperatura de fusão ou transição do material alvo. Em seguida, o molde e o substrato são colocados em contato físico sob alta pressão, seguido de resfriamento subsequente.

Por fim, eles são separados quando suas temperaturas caem abaixo da temperatura de transição do polímero intermediário, completando assim a transferência do padrão do molde para a camada alvo. Para este procedimento, moldes de silicone fabricados com as dimensões exigidas devem ser preparados usando litografia UV convencional. Prepare a camada intermediária selecionando uma folha de PMMA não condutora e coloque-a em um substrato plano rígido.

Um único polímero condutor agora pode ser convencionalmente revestido por rotação sobre o polímero intermediário. Além disso, os materiais poliméricos condutores múltiplos da spinco cobrem a área ao redor da primeira camada de polímero condutor com fita adesiva. Por fita adesiva e revestimento giratório, várias camadas podem ser revestidas nos locais desejados no substrato.

Em seguida, grave o substrato usando uma máquina de gravação a quente por alguns minutos e desmolde o substrato entre 80 e 95 graus Celsius a 1,5 milímetros por minuto. Neste procedimento, a camada superior é substituída por uma combinação de dois e três polímeros ou camadas de metal, respectivamente, para gerar microestruturas multicamadas. A fabricação de heterojunções, diodos e capacitores é revisada.

A fim de gerar uma primeira camada de junção hetero pdot PPY de duas camadas, uma camada de pdot de 10 micrômetros de espessura na folha de PMMA. Em seguida, asse o substrato a 80 graus Celsius por uma hora. Siga o cozimento com um revestimento giratório de um micrômetro de filme PPY de espessura para obter na camada pdot e asse o substrato por cinco minutos.

Para gerar diodos pdot de alumínio de duas camadas, gire uma camada de pdot de 10 micrômetros de espessura na folha de PMMA e asse o substrato por uma hora. Em seguida, use a evaporação térmica para revestir um filme de alumínio de 200 nanômetros de espessura na camada pdot. O substrato deve ser colocado com a face para baixo e a pressão da câmara deve ser ajustada para cinco micro tour no evaporador, uma alta tensão evapora pellets de alumínio.

Monitore o monitor de espessura de quartzo até atingir 200 nanômetros. Em seguida, corte a tensão a zero e ventile a câmara antes de remover a amostra. Para gerar capacitores pdot de três camadas, PMMA pdot.

Spinco, Uma camada de pdot de 10 micrômetros de espessura na folha de PMMA e faça o substrato por uma hora. Em seguida, spinco a 1000 RPM várias vezes para obter um filme de PMMA de 15 a 20 micrômetros de espessura na camada de pdot e assar o substrato por 30 minutos. Depois que a camada de PMMA é cozida em spin coat uma camada de pdot de dois a três micrômetros de espessura no filme de PMMA e assar o substrato por cinco minutos para todas as microestruturas, gravar o substrato usando a máquina de gravação a quente por alguns minutos, após o que desmoldar as microestruturas a 80 a 95 graus Celsius a 1,5 milímetros por minuto.

A operação de desenho é semelhante ao corte, no entanto, utiliza um molde rígido com bordas arredondadas e molde A-P-D-M-S. Também requer uma força de inserção menor, uma velocidade de inserção mais baixa e uma temperatura de impressão mais alta. Comece a fazer micro pilares PDMS revestindo uma camada de micrômetro de espessura de S 1813 em um molde SU oito.

O molde SU oito é gerado usando litografia UV convencional. Em seguida, gire o PDMS no molde SU oito revestido com S 1813 a 1000 RPM e asse a amostra a 85 graus Celsius por três horas em uma chapa quente. Após a cura da camada de PDMS, lave a amostra com acetona para dissolver o S 1813 e libere o fino filme de PDMS do molde SU oito.

Assim, completando o filme PDMS formado por micro pilar, agora coloque o filme PDMS formado por micro pilar em uma folha de HDPE de 1,5 milímetros de espessura para imprimir. Coloque um molde de alumínio com bordas arredondadas no filme PDMS e na folha de HDPE e asse sob pressão por uma hora. O molde empurrará então o filme PDMS para baixo na folha macia de HDPE.

Depois que a amostra for resfriada até a temperatura ambiente, remova o molde para terminar de fazer o canal na folha de HDPE. Durante o processo, parte deste filme PDMS formado por micro pilar é transferida para o fundo e as duas paredes laterais do canal. Utilizando a operação de corte MPL foram feitas microestruturas de camada única em PPY, PDOT e SPANI.

O MEV foi usado para analisar um padrão de linha reta de 300 micrômetros de largura e um padrão de microfios serpentinos de 50 micrômetros de largura para testar a sensibilidade à umidade. Um microfio PPY e um filme PPY de um centímetro quadrado foram expostos a níveis de umidade relativa, variando de 45% a 85% Sua sensibilidade foi medida como uma mudança na resistência e comparada. O SEM foi usado para examinar várias microestruturas multicamadas, incluindo um pdot PPY em forma de micro linha de 300 micrômetros de largura, diodo pdot de alumínio de junção hetero e um capacitor pdot PDOT PMMA usando uma estação de sonda Keithley.

Com a camada pdot aterrada e um potencial de polarização de 20 volts negativos a 20 volts aplicado à camada PPY. As tensões de ruptura direta e reversa da junção hetero PPY PDOT foram de cinco volts e menos oito volts, respectivamente. Uma junção hetero pdot de alumínio foi feita aterrando a camada de alumínio e aplicando um potencial de polarização de cinco volts negativos a cinco volts à camada de pdot medida à temperatura ambiente.

As tensões de ruptura direta e reversa eram de três e 2,5 volts negativos, respectivamente. Um capacitor pdot PMMA PDOT foi feito com a estação de sonda KEITHLEY e o CV do capacitor foi medido à temperatura ambiente. A capacitância medida do capacitor na polarização de baixa frequência foi de cerca de 0,06 picofarad.

Enquanto a quantidade teoricamente calculada era de 1,38, os micropilares do picofarad PDMS foram pressionados em folhas A-H-D-P-E para formar paredes laterais do canal. O ângulo médio de contato da gota de água nos canais de HDPE foi de 145,5 graus. Os micro pilares PDMS são usados para reduzir o atrito de arrasto dos canais de HDPE.

Uma gota que passa pelo canal HDPE revestido com filme APDS se move mais lentamente do que uma gota que atravessa o canal HDPE codificado com micro pilar APDMS. Isso se deve à natureza super hidrofóbica do canal, conforme renderizado pelos micropilares do PDM. Ao fazer esses procedimentos, não se esqueça que trabalhar com fotorresistentes, polímeros condutores e compostos orgânicos voláteis pode ser perigoso, sempre tome precauções, como usar equipamentos de proteção individual e trabalhar em uma área bem ventilada.