44]本發(fā)明的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，包括一種像素級的噴印處理過程和利用化學偶聯(lián)劑MPTMS對PDMS表面進行修飾改善其表面疏水特性以及同銀電極的粘附性的過程。如圖4所示，包括如下步驟:
[0045]I)首先是PDMS(聚二甲基硅氧烷)基底的準備，把PDMS單體與固化劑按照質量比10:1混合均勻，除去氣泡，所述的除氣泡是在真空箱中除去氣泡，將混有固化劑的PDMS均勻傾倒在拋光的硅片表面，然后在恒溫箱中放置2小時，使之固化，其中，所述的恒溫箱為60?80°C的恒溫箱，是將PDMS基底浸泡在MPTMS的乙醇溶液中0.6?1.2小時；
[0046]2)增加PDMS對金屬電極的粘附性，包括:
[0047](I)將固化后的PDMS從硅片表面剝離并切割成設定的形狀，作為電極加工的基底；
[0048](2)將MPTMS與乙醇以體積比1:200混合制成MPTMS的乙醇溶液，即利用MPTMS對PDMS表面進行化學修飾，如將0.5mL的MPTMS溶于10mL乙醇；
[0049](3)將PDMS基底浸泡在MPTMS的乙醇溶液中，是將PDMS基底浸泡在MPTMS的乙醇溶液中0.6?1.2小時；
[0050](4)將PDMS基底取出清洗吹干后，是用乙醇清洗并于空氣流中吹干，然后浸泡于0.1M的鹽酸溶液中0.7?1.2小時，進行水解，取出后用去離子水清洗并空氣流烘干，以此增加PDMS對金屬電極的粘附性，便于制造可靠性高的電極，經(jīng)過修飾的PDMS將作為加工電極的基底；
[0051 ] 該步驟2)對PDMS表面進行修飾以改善PDMS表面的疏水特性，使得銀液滴附著時分散面積較大，便于加快液滴溶劑蒸發(fā)速度，提高加工效率。Y
[0052]3)圖6a、圖6b所示，本發(fā)明提出了一種像素級的噴印方法，由于噴印系統(tǒng)是按照圖像文件中的像素點以及軟件所設置的液滴間距進行噴印，所以為了克服相鄰濕潤液滴間相互吸引的問題，原圖像文件中的像素點按照每隔兩個取出一個的原則(圖6a中相同類型的像素點)被分離出來并重新組合，如此，利用數(shù)字圖像處理的方法將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，然后按照新圖形中的有效像素逐一進行噴印。其中，所述的將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，是將原圖形文件橫向和縱向上分別以兩個有效像素為間隔，將在兩個方向上相距兩個像素點的像素點元素取出，重新組合成新的圖形文件，使原圖分割成9部分，這樣新圖形文件中的像素點之間的間隔就變成了 3個液滴間距，液滴間不會接觸，也就不會設計吸引移位的問題，然后按照新圖形中的有效像素按順序依次逐一進行噴印，有效地克服了相鄰濕潤液滴間由于表面張力相互吸引合并導致的電極連續(xù)性差的問題。在按照新圖形中的有效像素按順序依次逐一進行噴印時，要等到前一個噴印的眾多液滴干燥以后，再進行下一次噴印，這樣就有效地避免了液滴接觸時由于未干而造成的相互吸引和移位問題。
[0053]所述的將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，具體包括:
[0054](I)確定圖像在橫向和縱向上的總像素值；
[0055](2)以橫向和縱向上的這兩個總像素值為基礎，循環(huán)獲取從位于圖像第一行第一列的像素點開始在橫向和縱向上所有相隔兩個像素的像素點；
[0056](3)將第(2)步獲取的所有的像素點存入一個背景色為白色的圖形文件；
[0057](4)從第一行第二列的像素點開始，按照橫向和縱向每隔兩個像素讀入一個像素點的原則，循環(huán)獲取像素點，然后存入新的圖像文件，依次類推，進行九次循環(huán)，完成原圖像中所有像素點的拆分并重新組合，得到九個新的圖形文件。
[0058]本發(fā)明的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，采用了獨特的像素級噴印方法，很好地克服了液滴由于表面張力的作用而導致的電極連續(xù)性差的問題，并首次運用MPTMS對PDMS進行化學修飾，不僅很好地改善了 PDMS表面的疏水特性，提高了加工效率，而且很好地解決了銀電極在PDMS表面粘附性差的問題。相比于以往在PDMS表面加工電極的方法，本發(fā)明高效簡捷，自動化程度高，加工出的電極在PDMS表面附著性好，質量高，適合應用于微流體芯片中進行生物大分子檢測和電化學傳感。
[0059]本發(fā)明公開和揭示的所有組合可以通過借鑒本文公開內容產生，盡管本發(fā)明的組合已通過詳細實施過程進行了描述，但是本領域技術人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內容】
、精神和范圍內對本文所述的裝置進行拼接或改動，或增減某些部件，更具體地說，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內容之中。
【主權項】
1.一種基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)首先是PDMS基底的準備，把PDMS單體與固化劑按照質量比10:1混合均勻，除去氣泡，將混有固化劑的PDMS均勻傾倒在拋光的硅片表面，然后在恒溫箱中放置2小時進行固化； 2)增加PDMS對金屬電極的粘附性，包括: (1)將固化后的PDMS從硅片表面剝離并切割成設定的形狀，作為電極加工的基底； (2)將MPTMS與乙醇以體積比1:200混合制成MPTMS的乙醇溶液； (3)將PDMS基底浸泡在MPTMS的乙醇溶液中； (4)將PDMS基底取出清洗吹干后，浸泡于0.1M的鹽酸溶液中0.7?1.2小時，取出后用去離子水清洗并空氣流烘干； 3)利用數(shù)字圖像處理的方法將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，然后按照新圖形中的有效像素逐一進行噴印。2.根據(jù)權利要求1所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，步驟I)所述的除氣泡是在真空箱中除去氣泡。3.根據(jù)權利要求1所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，步驟I)所述的恒溫箱為60?80°C的恒溫箱。4.根據(jù)權利要求1所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，步驟2)中的第(3)步是將PDMS基底浸泡在MPTMS的乙醇溶液中0.6?1.2小時。5.根據(jù)權利要求1所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，步驟2)中的第(4)步中是將浸泡在MPTMS乙醇溶液中PDMS基底取出后用乙醇清洗并于空氣流中吹干。6.根據(jù)權利要求1所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，步驟3)中所述的將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，是將原圖形文件橫向和縱向上分別以兩個有效像素為間隔，將在兩個方向上相距兩個像素點的像素點元素取出，重新組合成新的圖形文件，使原圖分割成9部分，這樣新圖形文件中的像素點之間的間隔就變成了 3個液滴間距，然后按照新圖形中的有效像素按順序依次逐一進行噴印。7.根據(jù)權利要求6所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，所述的將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，具體包括: (1)確定圖像在橫向和縱向上的總像素值； (2)以橫向和縱向上的這兩個總像素值為基礎，循環(huán)獲取從位于圖像第一行第一列的像素點開始在橫向和縱向上所有相隔兩個像素的像素點； (3)將第(2)步獲取的所有的像素點存入一個背景色為白色的圖形文件； (4)從第一行第二列的像素點開始，按照橫向和縱向每隔兩個像素讀入一個像素點的原則，循環(huán)獲取像素點，然后存入新的圖像文件，依次類推，進行九次循環(huán)，完成原圖像中所有像素點的拆分并重新組合，得到九個新的圖形文件。8.根據(jù)權利要求6所述的基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法，其特征在于，在按照新圖形中的有效像素按順序依次逐一進行噴印時，要等到前一個噴印的眾多液滴干燥以后，再進行下一次噴印。
【專利摘要】一種基于噴墨打印技術的在PDMS基底上加工微電極的方法：首先是PDMS基底的準備，把PDMS單體與固化劑按照質量比10:1混合均勻，除去氣泡，將混有固化劑的PDMS均勻傾倒在拋光的硅片表面，然后在恒溫箱中放置2小時進行固化；增加PDMS對金屬電極的粘附性；利用數(shù)字圖像處理的方法將原有電極圖形中的有效像素部分進行拆分并重新組合，然后按照新圖形中的有效像素逐一進行噴印。本發(fā)明克服了液滴由于表面張力的作用而導致的電極連續(xù)性差的問題，地改善了PDMS表面的疏水特性，提高了加工效率，而且解決了銀電極在PDMS表面粘附性差的問題。本發(fā)明高效簡捷，自動化程度高，加工出的電極在PDMS表面附著性好，質量高。
【IPC分類】B41J2/01, G01N27/30
【公開號】CN104977338
【申請?zhí)枴緾N201510263485
【發(fā)明人】栗大超, 吳建偉, 于海霞, 徐可欣
【申請人】天津大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年5月21日