一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法，包括PDMS微米沟道基底制造、碳纳米管模具制造和PDMS纳米通道流控器件制造三大步骤，利用碳纳米管在交流电场和超声振动作用下，可形成均匀分布、方向一致的碳纳米管，为纳米通道的制造提供模具，与现有纳米通道制作方法相比，本发明专利技术优势在于制造工艺简单，操作方便，成本更低，无需依赖于超净间设备，给10纳米尺度通道的制备提供参考，有利于纳米尺度通道的应用和推广。利于纳米尺度通道的应用和推广。利于纳米尺度通道的应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法


[0001]本专利技术涉及一种纳米尺度通道的流控器件的制备方法，特别涉及一种基于有序排列碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法

技术介绍

[0002]二维纳米通道是指宽度和深度均为纳米量级的封闭通道。由于二维纳米通道具有双电偶层叠加、极高的表体比和量子隧道效应等独特性质使得纳米通道能够实现微米和宏观通道不能实现的功能。例如，当通道尺寸缩减至纳米尺度，通道内的双电偶层发生叠加。通常此层内聚集大量的正电荷，导致负电荷在电场下难以通过纳米通道，这使得纳米通道具有电荷筛选特性，可用于蛋白质的筛选和富集；极高的表体比使得纳米通道具有极快的加热和散热特性，通道内样品加热和冷却可在毫秒级别实现平衡，使得二维纳米通道在催化和限域化学反应有着潜在的应用；二维纳米通道的量子隧道效应使得微粒具有贯穿势垒的能力，该特性使得二维纳米通道在高分辨率传感器，特别是可穿戴触觉传感器上有着重要的应用价值。
[0003]随着加工技术的提高，目前数百纳米沟道的流控器件已经可以利用传统的加工技术制造出来，例如湿法腐蚀、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法，其特征在于：包括以下步骤：一、PDMS微米沟道基底制造(1)、将PDMS预聚物和固化剂按比例配置，充分搅拌均匀后进行消泡处理，消泡后倒至载玻片上，加热将PDMS固化成型，冷却后切割成PDMS基底；(2)、在PDMS基底表面刻蚀形成微米沟道，在微米沟道两端形成两个通孔作为微米沟道的储液池；(3)、对切割后的PDMS基底进行超声清洗，随后采用去离子水冲洗，烘干，最终形成PDMS微米沟道基底；二、碳纳米管模具制造(1)、将碳纳米管倒入DMF溶液中，利用磁力搅拌器进行搅拌，配置出浓度为0.5％
‑
1.5％的碳纳米管溶液；(2)、将步骤一制备的PDMS微米沟道基底有沟道的一面进行氧等离子体处理，将处理后的PDMS微米沟道基底有沟道的一面贴至干净的载玻片上，形成封闭的微米通道；两个储液池中分别滴入碳纳米管溶液，由于毛细作用溶液会自动流入微米通道中；(3)、将PDMS微米沟道基底置入玻璃培养皿中，并将玻璃培养皿放置到超声清洗机内；将PDMS微米沟道基底其中一个储液池连接直流电源正极，另一个储液池连接直流电源负极，施加2
‑
3伏/厘米的脉冲交流电压，电压频率介于5
‑
10赫兹之间；打开超声清洗机，进行超声处理，超声清洗的功率为30
‑
40瓦，温度介于50
‑
60摄氏度之间；待DMF完全蒸发后，行成碳纳米管模具；三、PDMS纳米通道流控器件制造(1)、将PDMS预聚物和固化剂按比例配置，充分搅拌均匀后进行消泡处理，消泡后倒至碳纳米管模具上，加热将PDMS固化成型，固化后将PDMS从碳纳米管模具上揭下，并切割形成PDMS盖板；(2)、参照步骤一(1)中方法再制备一个PDMS基底，在PDMS基底表面刻蚀形成双U型微米沟道，两个U型微米沟道底边之间距离小于20微米，在微米沟道两端刻蚀出两个通孔，形成微米沟道的储液池；(3)、对切割后的PDMS基底进行超声清洗，随后采用去离子水冲洗，烘干，最终形成PDMS基板；(4)、将PDMS基板和PDMS盖板带沟道的一面进行氧等离子体处理，处理后对其键合，烘烤后形成带有纳米通道的PDMS流控器件。2.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法，其特征在于：步骤一(1)中，PDMS预聚物和固化剂按重量比10:1配置；消泡处理采用真空烘箱进行，工艺参数为：真空度200
‑
300帕，抽真空时间20
‑
30分钟；加热固化工艺参数为：温度85
‑
90摄氏度，加热时间40
‑
50分钟。3.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管模板制造纳米尺度通道流控器件的方法，其特征在于：步骤一(2)中，采用激光切割在PDMS基底表面烧蚀形成微米沟道和储液池，微米沟道宽80
‑
100微米、深10
‑
20微米、长0.5
‑
1.5厘米，微米沟道的激光切割参数为：烧蚀功率10瓦，烧蚀速度2厘米/秒；储液池的直径为2
‑
3毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷志富，房玉强，陈艳波，杨雪，贾炳强，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：