软印章、软印章的制备方法以及液滴阵列的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种液滴阵列的制备方法，其包括以下步骤：形成一基底以及设置于所述基底一第一表面的微柱阵列，所述微柱阵列包括多个微柱设置成多行多列，每个微柱包括一与所述第一表面相对的第二表面；以及，在所述亲水层的表面附着一液滴，并将所述液滴转移至一目标基板。本发明专利技术还涉及一种软印章及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
软印章、软印章的制备方法以及液滴阵列的制备方法
本专利技术涉及一种软印章，尤其涉及一种可用于转印液滴阵列的软印章。
技术介绍
基于微电子机械系统(MicroElectroMechanicalSystem,MEMS)技术研究而发展起来的微全分析系统(MicroTotalAnalysisSystems,µTAS)是近十年迅速发展起来的一种崭新的微生化分析系统，又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片(MicrofluidicChip)。微液滴芯片系统作为微全分析系统的一种类型，已经被用于研究微尺度条件下众多的反应及其过程，并在化学和生命科学等领域拓展出重要应用。一般的，生成单分散微液滴的技术原理是在微流控器件中利用外界作用力以扰动连续相与分散相之间存在的界面张力使之达到失稳。通常，当待分散相某处施加的力大于其界面张力时，该处微量液体会突破界面张力进入连续相中形成液滴。目前通常采取的生成液滴的技术途径有：T型通道法、流动聚焦法、共聚焦法、气动法、电动法和光控法。然而，现有的微流控方法在液滴生成及被操控的过程中需要加工通道，且需要注射泵、阀门等的设备的辅助，使得现有技术难以微型化，而且受流速影响大，实际操作比较困难。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种软印章，以及简便的液滴阵列的制备方法。一种软印章，其包括一基底和设置于基底的表面的多个微柱，所述微柱的材料为柔性材料，其中，进一步包括设置于所述多个微柱远离基底的顶部的亲水层。一种软印章的制备方法，其包括以下步骤：形成一基底以及设置于所述基底一第一表面的多个微柱，所述多个微柱包括一与所述第一表面相对的第二表面；以及，在所述微柱的第二表面形成一亲水层。一种液滴阵列的制备方法，其包括以下步骤：形成一基底以及设置于所述基底一第一表面的多个微柱，每个微柱包括一与所述第一表面相对的第二表面；形成一亲水层覆盖所述微柱的第二表面；以及，在所述亲水层的表面附着一液滴，并将所述液滴转移至一目标基板。与现有技术相比较，本专利技术所述软印章具有以下优点：由于所述软印章的微柱的表面被亲水层包覆，因而微量的液滴可附着在亲水层，并转印到所述目标基板的表面形成微液滴阵列，该方法简单易行，无需在目标基板加工微结构或化学图形，对目标基板要求低，可多次重复转印，并降低了成本。该液滴阵列的制备方法可用于微流体、微机电系统等液滴操控相关领域。附图说明图1是本专利技术实施例所述软印章的结构示意图。图2是本专利技术实施例所述软印章的结构分解示意图。图3是图1所述微柱沿Ι-Ι’线的剖视图。图4是本专利技术实施例所述软印章的制备方法。图5是本专利技术实施例所述微液滴阵列的制备方法。主要元件符号说明软印章10基底11微柱12亲水层13第一表面110第二表面120第三表面130疏水层14液滴15微柱阵列16目标基板17如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术实施例提供的软印章、软印章的制备方法及其微液滴阵列的制备方法作进一步的说明。请参阅图1及图2，为本专利技术第一实施例提供的软印章10，该软印章10包括一基底11，设置于基底11的表面的多个微柱12，和设置于所述多个微柱12远离基底11的顶部的亲水层13。所述多个微柱12与所述基底11接触设置。所述亲水层13与所述多个微柱12接触设置。具体的，所述基底11包括一第一表面110。所述多个微柱12设置于所述基底11的第一表面110。定义所述微柱12远离所述基底11的表面为一第二表面120。所述第二表面120平行于所述第一表面110。所述亲水层13设置于所述微柱12的第二表面120。定义所述亲水层13远离所述微柱12的表面为一第三表面130。所述第三表面130与所述第二表面120相对设置。所述亲水层13的第三表面130为一粗糙的表面。从微观上看，该第三表面130不平整且非光滑，因而该第三表面130的表面积相对较大，从而有利于吸附液滴。所述多个微柱12间隔设置。该微柱12的形状为棱台或柱形。所述柱形可以为圆柱或棱柱。所述多个微柱12可呈规则排布，也可为不规则的随机排布。具体的，相邻的两个微柱12之间的距离可以相同，也可以不同。所述多个微柱12的排布方式可根据具体需要设置，只要保证在转印液滴时相邻的两个液滴不接触即可。具体的，定义相邻的两个微柱12的第二表面120内的两个点之间的最短距离为相邻的两个微柱12之间的间距，用L表示。具体的，相邻的两个第二表面120的边缘之间的距离为边缘间距L。所述微柱12的第二表面120的任意两点的最大距离或者直径定义为所述第二表面120的最大尺寸。所述边缘间距L的值大于所述微柱12的第二表面120的最大尺寸。定义所述微柱12的第二表面120与所述基底11的第一表面110之间的间距为所述微柱12的高度，用H表示。所述微柱12的高度H可根据具体需要设置，只要现有的工艺可实现即可，可为10微米、20微米、50微米、80微米等。本实施例中，所述微柱12为圆柱，所述圆柱的直径为100微米，所述圆柱的高度为50微米，所述圆柱排列成多行和多列的二维阵列结构，沿着所述二维阵列的行的方向上相邻的两个圆柱之间的边缘间距L相等，沿着所述二维阵列的列的方向上相邻的两个圆柱之间的边缘间距L相等，所述边缘间距L为300微米。所述微柱12的材料为柔性材料，具有可弯折的特性。该微柱12的材料为疏水材料，所谓疏水性是指所述微柱12与水互相排斥的性质。因而当将所述软印章10蘸取液滴时，亲水性液滴不会停留于所述微柱12的表面。所谓亲水性液滴是指表面能比较高的液滴，如水滴。具体的，所述微柱12的材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚二乙基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、甲基辛基聚硅氧烷、3-氯丙基甲基-二甲基聚硅氧烷、二甲基-甲基辛基聚硅氧烷、聚烷氧基硅氧烷、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、甲基双苯基室温硫化硅橡胶、聚二甲基硅氧烷与聚氨酯共混材料、或由稀土改性的聚硅氧烷材料中的至少一种。本实施例中，所述微柱12的材料为PDMS。所述亲水层13为一层状结构。所述亲水层13覆盖所述微柱12的第二表面120。所述亲水层13与所述微柱12紧密接触设置。该亲水层13的材料为亲水材料，所谓亲水材料是带有极性基团的分子，表面能较高，对水有较强的亲和能力。当水附着于该亲水层13，形成的接触角大于0度且小于90度。具体的，所述亲水层13的材料可为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯醇、聚乙二醇等高分子材料中的至少一种。该亲水层13的材料为亲水材料，从而使得所述亲水层13可有效吸附亲水性液滴。而且，所述第三表面130粗糙不平，具有较大的表面积，从而使得所述亲水层13可更好的吸附亲水性液滴。本实施例中，所述亲水层13的材料为PMMA。定义所述亲水层13的第三表面130与第二表面120的距离为所述亲水层13的厚度，用T表示，厚度T的范围为0.1微米~100微米，优选的，1微米~10微米。优选的，所述亲水层13的厚度T与所述微柱12的高度H满足以下条件：T：H≤1：10，从而使得所述软印章10在制备过程中，所述亲水层13仅覆盖所述微柱12的顶面，而不会覆盖所述基底11的第一表面110，同时，使得所述软印章10在使用过程中，亲水性液滴仅附着于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软印章，其包括一基底和设置于基底的表面的多个微柱，所述基底与所述微柱一体成型，所述基底及所述微柱的材料为疏水的柔性材料，其特征在于，进一步包括设置于所述多个微柱远离基底的顶部的亲水层，所述亲水层的表面用于附着一液滴。2.如权利要求1所述的软印章，其特征在于，所述亲水层的材料为亲水材料，所述亲水层直接覆盖所述微柱的顶部。3.如权利要求1所述的软印章，其特征在于，定义相邻的两个微柱的最短距离为相邻的两个微柱之间的边缘间距L，所述边缘间距L大于所述微柱的顶部表面的最大尺寸。4.如权利要求1所述的软印章，其特征在于，所述亲水层的厚度T与所述微柱的高度H满足以下条件：T：H≤1：10。5.如权利要求1所述的软印章，其特征在于，进一步包括一覆盖所述微柱的疏水层，所述疏水层设置于所述亲水层与所述微柱的顶部之间。6.如权利要求5所述的软印章，其特征在于，所述疏水层的材料为聚四氟乙烯或全氟环状聚合物。7.一种软印章的制备方法，其包括以下步骤：形成一基底以及设置于所述基底一第一表面的多个微柱，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张靓，陆志峰，唐旭东，莫妙华，栾琳，吴天准，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：