[发明专利]一种硅藻壳微粒单层阵列的方法

摘要

本发明公开了属于微纳米先进制造技术领域的一种硅藻壳微粒单层阵列的方法。本发明通过正己烷溶胀和阵列管脚转移两种方法实现硅藻壳微粒阵列化。正己烷溶胀阵列方法将密排后的硅藻壳微粒转移至PDMS块上，通过液态正己烷溶胀PDMS后，再将其置于气态正己烷中，实现大面积硅藻壳微粒的快速阵列，该方法简单、快速、成本低，使得硅藻壳片单个单元化，壳片与壳片之间等距阵列，为各类基于硅藻、硅藻土微器件的制备和应用提供技术支撑。管脚阵列转移方法将等距管脚粘附密排后的硅藻壳微粒后，转移到具有一定黏性的PDMS块上，实现单层区域硅藻壳微粒阵列化，该方法简单、快速，可设计管脚接触面图案实现单层密排硅藻图案阵列化。

主权项

1.一种硅藻壳微粒单层阵列的方法，其特征在于，通过PDMS在正己烷中溶胀、自主调控阵列管脚的间距与形状，实现硅藻壳微粒阵列化，包括以下步骤：1)硅藻壳微粒制备：硅藻土样品分散于水中，搅拌均匀后超声振动2～5min，得混合溶液A；取混合液A至装有水的量筒中，沉淀后，将每次沉降后得到的中层混合液合并，得到混合液B；每次沉降后得到的下层混合液继续沉降，直至混合溶液A处理完毕；将混合液B静置，去除上清液，将沉淀物用水分散后过滤、再分散，干燥，得到硅藻壳微粒；2)基片亲水处理：将不同直径的基片A和B分别用无水乙醇、水依次超声清洁2min后，经氮气吹干，氧等离子体刻蚀机在功率300W、氧气流量100mL/min的条件下处理1min，获得亲水性，随后在质量浓度为10％的SDS水溶液中浸泡2h，取出待用；3)硅藻壳微粒疏水处理：将步骤1)制备得到的硅藻壳微粒置于离心管中，滴加疏水试剂直至浸没硅藻壳微粒，摇匀，反应3h；转速1800r/min，离心5min将混合液离心分离，无水乙醇反复清洗沉淀物至少4次，配置硅藻壳微粒‑乙醇混合液，超声振荡30s；用移液器取一定体积硅藻壳微粒‑乙醇混合液，沿着倾斜玻璃片，滴加到装有去离子水的35mm培养皿或55mm培养皿中，随即向培养皿边缘滴加0.02mL SDS的混合液，使硅藻壳微粒紧凑排列；待水面平静，将亲水处理的基片A置于成片的硅藻膜底部，垂直提拉取出并水平放置在干燥无尘处，自然阴干，密排后的硅藻壳微粒待用；4)硅藻壳微粒的快速阵列化PDMS预聚体与交联剂混合，室温搅拌10～15min，将其置于真空泵中，抽真空10min，去除内部气泡，常温固化12h；通过正己烷溶胀、阵列管脚转移实现基片A上的硅藻壳微粒阵列化；所述正己烷溶胀方法为：将自然固化的PDMS粘附到亲水处理的基片B上；利用外力挤压的方式将基片A上的硅藻壳微粒转移到基片B上；取下已经粘连硅藻壳微粒的PDMS；将PDMS模板先悬挂在盛有液态正己烷的密封广口瓶中一定的时间，随着时间与温度的变化正己烷慢慢挥发，使得PDMS模板完全置于气态正己烷中，实现硅藻壳微粒阵列化；阵列管脚转移方法为：等间距的阵列管脚蘸取质量浓度2％的SDS水溶液，立即轻粘附已捞取的硅藻壳微粒，随后阵列管脚水平轻贴自然固化的PDMS，反复进行该操作，实现硅藻壳微粒区域阵列化。