TWI513744B - 高分子微尺寸曲面結構之製作方法 - Google Patents
高分子微尺寸曲面結構之製作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI513744B TWI513744B TW102123678A TW102123678A TWI513744B TW I513744 B TWI513744 B TW I513744B TW 102123678 A TW102123678 A TW 102123678A TW 102123678 A TW102123678 A TW 102123678A TW I513744 B TWI513744 B TW I513744B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- micro
- paper
- scale
- scale curved
- fabricating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/66—Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured
- D21H19/68—Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured uneven, broken, discontinuous
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
本發明係關於高分子結構,特別係關於高分子微尺寸曲面結構之製作方法。
對於細胞檢驗的材料,聚二甲基矽氧烷(PDMS)是一個矽為基礎的有機聚合物,其係惰性且無毒的。PDMS材料的機械、化學及光學特性使其使用在醫療相關的應用中,例如人造器官、義肢、導管、隱形眼鏡以及藥物輸送系統。而非醫療應用則包括微流體裝置、微反應器、晶片上診斷實驗室、軟式微影、薄膜、電絕緣材料、防水劑、抗起泡劑、粘合劑、防護塗料、密封劑以及各種各樣的其他用途。
聚二甲基矽氧烷(PDMS)係具有許多有利的特性,其中包括化學惰性、無毒性、易於處理以及商業可用性。PDMS表面改質的策略已經被開發出來,例如物理吸附及化學耦合。物理吸附至PDMS表面的材料,例如表面活性劑(參考:Huang,B.,等人,Science,2007,315,81-84)以及聚電解質(參考:Liu,Y等人,Anal.Chem,2000,72,5939-5944),分別由疏水性及靜電力所驅動。化學耦合是穩定的,但一般涉及高能量轟擊(亦即電漿)至PDMS表面(參考:Donzel,C.等人,Adv.Mater,2001,13,1164)。
聚二甲基矽氧烷(PDMS)可以從幾個市售供應商中取得,其作為一個兩部分試劑盒,包含彈性體基底與交聯劑,二者均為液體形式。一系列的試劑盒可以是多種多樣的,其中彈性體基底的分子量及/或分支係可以改變的。引發聚合時,彈性體基底係混合交聯劑,以產生一種光學透明的橡膠狀固體PDMS彈性體,其具有疏水性的表面特性。對於前述的各種應用中,PDMS的疏水性質往往是一個不良的特性。特別是,微流體裝置可能需要親水性的表面,以允許極性液體通過。生物醫學裝置,例如隱形眼鏡,很容易被潤濕而提高使用者的舒適感。已經開發的各種策略以提供PDMS表面的親水性,其中包括暴
露於氧電漿、臭氧、電暈放電以及紫外光。此外,親水性表面改質已經被實現,例如通過物理吸附帶電的表面活性劑、聚電解質多層膜以及使用在有機溶劑中的溶脹-去溶脹法而纏結親-疏水兩性共聚合物。共價改質的PDMS表面需要活化其表面,一般係通過氧化過程,而隨後從溶劑或化學氣相沉積法而沉積反應性分子。具成本效益以提供PDMS親水性之方法也需要顧及機械、光學以及氣體滲透性等。
為了得到PDMS的表面圖案,需要利用一個光罩置放於功能化的PDMS基底之上,以允許得到選擇性的功能化PDMS基底。傳統需要光罩的微影製程,之後須使用蝕刻製程以得到PDMS圖案。因此,增加PDMS使用設備上的限制。例如,美國第8,192,922號專利,專利名稱為“Method ofoptical fabrication of three-dimenaional polymeric structures with out of plane profile control”,其即為透過微影蝕刻以得到三維高分子結構。
因此,根據上述PDMS的特性以及製造PDMS表面圖案之習知技術的缺點,本發明提出一種嶄新的製造高分子微尺寸曲面結構之方法。
鑒於上述之缺點,本發明之一目的在於提供一種高分子微尺寸曲面結構之製作方法,其係透過於光可固化PDMS模具上鑄模與固化熱可硬化PDMS。
本發明另一目的在於提供一種高分子微尺寸曲面結構之製作方法,該結構可以應用於細胞檢驗、抗體檢驗、人工合成生物高聚物之發展、組織工程以及生醫微機電(Bio-MEMS:bio-micro-electro-mechanical systems)。
本發明提供一種高分子微尺寸曲面結構之製作方法,包括:提供一可撓性材料。然後,液相光可硬化材料液滴係滴放於可撓性材料之上以形成期望的圖樣。之後,固化液相光可硬化材料液滴以形成凸狀微尺寸曲面結構。
本發明之方法更包括鑄模一熱可硬化材料於凸狀微尺寸曲面結構之上,以及固化熱可硬化材料以形成凹狀微尺寸曲面結構。其中光可硬化材料為光可硬化聚二甲基矽氧烷或紫外線可交聯材料,其中熱可硬化材料為熱可硬化聚二甲基矽氧烷或熱可交聯材料。
根據本發明之另一觀點,更包括於滴放液相光可硬化材料液滴之前,形成一圖案層於可撓性材料之上。其中可撓性材料包括紙或塑膠薄膜。
根據本發明之又一觀點,提出微尺寸曲面結構之製作方法,包括提供一書法紙或過濾紙,然後,滴放一檢測液滴於書法紙或過濾紙之上以形成一期望的圖樣,其中此圖樣具有一接觸角以形成凸狀微尺寸曲面結構。此方法更包括於滴放檢測液滴之前,形成一圖案層於書法紙或過濾紙之上。其中圖案層包括石蠟圖案層。
此些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本發明。
100‧‧‧膠帶
101‧‧‧基底
102‧‧‧圖案層
103‧‧‧非圖案區域
104‧‧‧凸狀曲面微尺寸結構
106‧‧‧高分子凹狀曲面結構
第一圖顯示根據本發明之一圖案層形成於一基底之上之截面圖。
第二圖顯示根據本發明之凸狀曲面微尺寸結構形成於基底之上之截面圖。
第三圖顯示根據本發明之熱可硬化材料鑄模於微尺寸高分子模具之上之截面圖。
第四圖顯示根據本發明之高分子凹狀曲面結構從微尺寸高分子模具中移除之截面圖。
第五A、五B、五C與五D圖顯示根據本發明之凸狀曲面微尺寸結構之陣列之示意圖。
第六A與六C圖顯示根據本發明之凸狀曲面微尺寸結構之光可硬化PDMS模具之示意圖。
第六B與六D圖顯示根據本發明之高分子凹狀曲面結構之示意圖。
第七圖顯示具有凸狀及凹狀曲面微尺寸結構於紙上之6個4x4陣列之統計分析圖。
第八圖顯示6個4x4熱可硬化PDMS陣列的投影面積之群組資料之高斯分佈圖。
第九圖顯示2個具有96-井配置的熱可硬化PDMS陣列的投影面積之群組資料之統計分析圖。
第十A與第十B圖顯示根據本發明之高分子凹狀曲面結構之光學特性之示意圖。
第十一A、第十一C與第十一E圖顯示根據本發明之形成於紙上的光可硬化PDMS模具製作的熱可硬化淺井。
第十一B、第十一D與第十一F圖顯示根據本發明之形成於塑膠薄膜上的光可硬化PDMS模具製作的熱可硬化淺井。
第十二A~D圖顯示經過兩天培養之後的培養於凹狀PDMS結構上之NIH-3T3纖維細胞之螢光影像。
第十三A~C圖顯示不同紙類的液滴擴散測試之示意圖。
第十四圖顯示印量體積23平方公釐之下,稀釋的石蠟或顏色染料液滴於不同的紙類上的均勻性測試之示意圖。
第十五圖顯示印量體積51平方公釐之下,稀釋的石蠟或顏色染料液滴於不同的紙類上的均勻性測試之示意圖。
第十六圖顯示印量體積78平方公釐之下,稀釋的石蠟或顏色染料液滴於不同的紙類上的均勻性測試之示意圖。
第十七圖顯示在不同紙張上經處理後所占親水區域比例圖。
第十八A圖與第十八B分別圖顯示書法紙於掃描式電子顯微鏡以及能量散佈光譜儀中顯示的圖示。
第十九圖顯示書法紙於能量散佈光譜儀中顯示的光譜圖。
第二十圖顯示液滴形成於書法紙中的接觸角。
本發明將配合實施例與隨附之圖式詳述於下。應可理解者為本發明中所有之實施例僅為例示之用,並非用以限制。因此除文中之實施例外,本發明亦可廣泛地應用在其他實施例中。且本發明並不受限於任何實施例,應以隨附之申請專利範圍及其同等領域而定。
本發明提供一種便宜且堅固耐用及透過利用一張紙(作為基底)而容易處理的方法,此方法可用以製作毫米尺寸的高分子曲面結構(或毫米尺寸陣列結構),以提供廣泛的應用。本發明可以利用一種便宜且簡單的方法且不用複雜的設備,就可以製作或應用於生醫元件、定點照護診斷系統或作為支架之生醫材料,因此得以降低整體製造過程之成本(例如:材料成本及資金成本)。透過生物相容聚合物(例如光可硬化PDMS)經由紫外光激發產生的相位轉移(變化)以及聚合物材料與基底(例如一便宜的材料,例如紙或塑膠薄膜)之間的表面張力,本發明已經發展出一種方法可以允許得到凸狀微尺寸結構(單一或多個結構以作為一陣列)。本發明之方法具有潛在的廣泛應用,例如細胞檢驗、抗體檢驗、
人工合成生物高聚物之發展、組織工程以及生醫微機電(Bio-MEMS)。本發明之高分子微尺寸曲面結構之製作方法將於底下詳細地敘述。
首先,預備一基底101且形成(附著)於一膠帶100之上。基底101例如為紙或塑膠薄膜(平整的塑膠薄膜基底)。塑膠薄膜基底為一薄的、彈性的薄膜,較佳為0.01~0.1公分厚,其構成與提供一個彈性的、尺寸化的穩定基底。塑膠薄膜具有一個平滑表面。塑膠薄膜提供一個適合的基底以利於膠帶100的黏附。此熱穩定性係確保塑膠薄膜於固化製程的熱循環中能夠耐熱,而避免塑膠薄膜材質起皺或彎曲。膠帶100可以為一黏著層(膠帶)。
舉例而言,塑膠薄膜之材料包含但不限定為:三醋酸纖維素(TAC:Triacetate Cellulose)、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊-1-烯)等之聚烯烴、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮、聚酮硫化物、聚醚碸、聚碸、聚苯硫、聚苯酮、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對萘二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇、聚丙烯、纖維素系塑膠、環氧樹脂、苯酚樹脂、聚降冰片烯、聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、液晶聚合物等;藉由上述材料以形成一薄膜。
然後,一圖案層102形成於基底101之上,以利於後續製程的對準。基底101為一可撓性材料,此可撓性材料的材料成本低於矽晶圓的材料成本。在一實施例中,油墨或石蠟材料層係形成於基底101之上以形成一圖案層102,而非圖案區域103係形成於圖案層102之外的基底101之上,如第一圖所示。圖案層102的材料還包括雷射印表機的材料,例如碳粉。圖案層102可以藉由一印刷製程(藉由一商用印刷機)而形成。圖案層102無需使用光罩(photomask)即可以製作。非圖案區域103可以設計作為一毫米尺寸的陣列型態。接下來液相光可硬化材料(例如紫外線可活化作用材料)液滴係滴下/滴放於基底101之非圖案區域103之上,因而形成一期望的圖樣或形狀的液相光可硬化材料液滴於基底101之上。於基底101上的期望的圖樣係透過經由油墨或石蠟所形成的圖案層102所製作。之後,具有期望的圖樣之液相光可硬化材料液滴係透過一光源(例如紫外光)以進行固化製程。因此,經由被選擇的基底101與此光可硬化材料(例如高分子材料)之間的表面張力以及紫外線(例如波長365奈米)活化作用之結合,凸狀曲面微尺寸結構(或多個結構作為一陣列)104形成於基底101
之上,如第二圖所示。因此,光可硬化材料液滴係從液相而轉變為固相。光可硬化材料例如光可硬化聚二甲基矽氧烷(PDMS:polydimethylsiloxane),亦即紫外光可活化PDMS,其可藉由混合重量百分比1~10%的光起始劑(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)與預聚合物(甲基乙酰氧基丙基甲基矽氧烷及二甲基矽氧烷的聚合物:(methacryloxypropyl)methylsiloxane-dimethylsiloxane)來備製。亦即,本發明之photocurable PDMS可以利用液態的彈性基底加上固態粉末光起始劑來製備。
此外,凸狀曲面微尺寸結構104的大小端視光可硬化材料與所使用的基底101之間的表面張力以及黏滯彈性液滴的形成與紫外線曝光下的光可硬化PDMS的活化(交聯)之間的延遲時間而定。舉例而言,第五A、五B與五C圖顯示凸狀曲面微尺寸結構104之陣列,其中具有不同大小而由光可硬化PDMS液滴形成於紙上的結構。第五D圖顯示凸狀曲面微尺寸結構104之陣列,其形成於一塑膠薄膜之上(其中塑膠薄膜上之圖案可藉由一雷射印表機而預備)。圖中的比例尺(Scale bar)等於1公分(cm)。
從上述可知,微尺寸高分子模具以及毫米尺寸的高分子曲面結構(或毫米尺寸的陣列型態)之製作可以透過一物理為基的組合而被執行,該組合即生物相容聚合物(例如光可硬化PDMS)之相位轉移以及聚合物材料與基底(亦即紙或塑膠薄膜)之間的表面張力。
所形成的光可硬化PDMS之凸面結構的光學性質可以藉由改變一些因子而調整,例如聚合物添加劑之濃度、分子重量、結構以及親水/疏水平衡等。因此,光可硬化PDMS與基底之間的表面張力可以藉由改變所形成的光可硬化PDMS之凸面結構的光學性質而被改變。根據上述,有需要一個簡單與經濟效益的技術以形成PDMS。PDMS是具有疏水特性的物質,其可以藉由改變製備條件、隨後的處理與曝光環境而影響PDMS的性質;例如,影響其與基底之間的表面張力關係,造成曲率上的變化。
在另一實施例中,可以不使用圖案層102,而液相光可硬化材料液滴直接滴印/滴放在基底101之上以形成特定的圖樣。換言之,在此例子中,可以省略圖案層102的製程。然後,液相光可硬化材料液滴藉由紫外光以進行固化製程,以形成凸狀曲面微尺寸結構(或多個結構作為一陣列)104。
在又一實施例中,此凸狀曲面微尺寸結構104具有相同的圖樣以
作為一模具(板),而透過一鑄模製程以製造PDMS-基結構。舉例而言,第六A與六C圖顯示分別具有16個(4x4陣列)與96個(8x12陣列)凸狀曲面微尺寸結構104之光可硬化PDMS模具。一熱可硬化材料鑄模於上述微尺寸高分子模具之上,如第三圖所示。然後,熱可硬化材料被固化,以交聯該熱可硬化材料與光可硬化PDMS模具,於70℃約2小時。因此,透過鑄模以及固化模具上的熱可硬化材料(PDMS),以得到於毫米尺寸之高分子凹狀曲面結構106。之後,高分子凹狀曲面結構106從模具中移除,如第四圖所示。高分子凹狀曲面結構106與模具之間的黏附力係適當的,使得高分子凹狀曲面結構106於固化製程之後可以容易地從模具中分離。舉例而言,第六B與六D圖顯示高分子凹狀曲面結構106,其係熱可硬化PDMS材料於上述第六A與六C圖的模具之上進行鑄模及固化製程之後所備製的結構(比例尺等於1公分)。在第六B圖中,其顯示具有16個微尺寸結構之熱活化後的PDMS陣列之光學影像。此陣列可以應用於製作細胞檢驗與抗體檢驗。
本發明之光可硬化材料包括光可硬化聚二甲基矽氧烷或紫外線可交聯(UV-crosslinking)材料,例如聚醚碸(Polyethersulfones);而熱可硬化材料包括熱可硬化聚二甲基矽氧烷或熱可交聯(thermal-crosslinking)材料,例如熱交聯樹脂(如乙烯-乙酸乙烯酯)。
第七圖顯示具有凸狀曲面微尺寸結構104於紙上之6個4x4陣列之統計分析,其係透過影像分析軟體ImageJ(N=6;n=96)所作的分析。橫坐標為試驗樣本(包括6個試驗樣本,並分為凹面與凸面),而縱座標為每一液滴平均投影面積。每一液滴(光可硬化PDMS模具)之平均投影面積大約為0.0903平方公分,而標準差為0.0099平方公分(11.0%誤差)。其中每一熱可硬化PDMS結構之平均投影面積大約為0.0873平方公分,而標準差為0.0084平方公分(9.62%誤差)。
第八圖顯示6個4x4熱可硬化PDMS陣列(96個熱可硬化PDMS結構)的投影面積之群組資料,其顯示為高斯分佈(Gaussian distribution)。
第九圖顯示2個(試驗1與試驗2)具有96-井配置(N=2;n=192)的熱可硬化PDMS陣列(96個熱可硬化PDMS結構)的投影面積之群組資料。橫坐標為投影面積(平方公分),而縱座標為百分比(%)。
第十A與十B圖顯示熱可硬化PDMS所製成的高分子凹狀曲面
結構106之光學特性。因為通過這些凹狀曲面結構106的光線被發散,在第十A圖之凹處中的字母是最小的。此外,第十一圖顯示不同培養期之多個4x4陣列熱可硬化PDMS之一個淺井(well)上的狗腎臟上皮細胞(Mardin-Darby Canine Kidney/MDCK cells)之光學影像;其中第十一A與十一B圖顯示一初始狀態,而第十一C與十一D圖顯示24小時後的狀態,以及第十一E與十一F圖顯示48小時之後的狀態(比例尺等於100微米)。左側的第十一A、十一C與十一E圖顯示利用形成於紙上的光可硬化PDMS模具製作的熱可硬化淺井,而右側的第十一B、十一D與十一F圖顯示利用形成於塑膠薄膜上的光可硬化PDMS模具製作的熱可硬化淺井。
第十二A~D圖顯示經過兩天培養之後的培養於凹狀PDMS結構上之NIH-3T3纖維細胞之螢光(Epi-fluorescence)影像,其中比例尺為100微米。第十二A與第十二C圖顯示伴隨Alexa Fluor 488 phalloidin螢光染劑之肌動蛋白纖維(Actin filaments)之螢光影像,第十二B與第十二D圖顯示合併肌動蛋白纖維與NIH-3T3纖維細胞的細胞核之螢光影像。
從上述可知,本發明提出一便宜及簡單的方法,並且已證明本發明之方法可以用於不同的應用。舉例而言,熱可硬化PDMS所製成的高分子凹狀曲面結構106可以用於細胞檢驗與抗體檢驗,例如酵素連結免疫吸附分析法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay:ELISA),等不同的應用。
於前述實施例中,基底101為一可撓性材料,例如紙或塑膠薄膜。在本實施例之中,基底係使用書法紙或過濾紙(filter paper)。利用過濾紙、書法紙本身的特性以形成具有一接觸角的微尺寸曲面結構。第十三A、十三B與十三C圖顯示不同紙類的液滴擴散測試(paper diffusion test);其中第十三A圖顯示一般用紙的液滴擴散圖,第十三B圖顯示宣紙的液滴擴散圖,而第十三C圖顯示書法紙的液滴擴散圖。舉例而言,一般用紙以及宣紙的材料為亞麻纖維(linen),書法紙的材料為聚氯乙烯(polyvinyl chloride);其孔徑分布(pore size)例如為3~30微米,厚度為0.15~0.3公釐。其係利用人造色素誘惑紅(Allura Red AC)相同體積的液滴,滴下於各自的紙面,例如滴下6x6陣列液滴,然後觀察人造色素誘惑紅液滴於三種紙面上的顏料擴散情況。從第十三A、十三B與十三C圖的測試結果可知,顏料液滴於一般用紙上顯示幾乎全(圓)面積的紅顏色,顏料液滴於宣紙上顯示一小部分面積的宣紙顏色,而顏料液滴於書法紙上顯示更大
面積的書法紙顏色。由此可知,顏料液滴大量的擴散與滲透至書法紙之中。換言之,在一定的期間,顏料液滴可以擴散與滲透至書法紙之中,以達到飽和的量。液滴的滴下速度可以依情況作調整。
另外,第十四、十五與十六圖顯示不同印量體積(printing volume)之下,稀釋的石蠟(wax dilution)或顏色染料(dye)液滴於不同的紙類上的均勻性測試(Homogeneity Test);其中染料液滴為人造色素誘惑紅(Allura Red AC)液滴。第十四圖顯示印量為23平方公釐(mm2
)於不同紙類的覆蓋體積百分比(cover volume percentage),第十五圖顯示印量為51平方公釐於不同紙類的覆蓋體積百分比,而第十六圖顯示印量為78平方公釐於不同紙類的覆蓋體積百分比。其為逐次增量的均勻性測試。圖中的覆蓋體積百分比可以為多次測試所計算的平均值。在第十四、十五與十六圖中,方形圖從左至右顯示分別為一般用紙(型號Whatman #1)、一般用紙(型號Whatman #6)、一般用紙(型號Whatman #40)、宣紙以及書法紙之覆蓋體積百分比。從第十四、十五與十六圖的測試結果可知,(1).不管印量的多寡,染料液滴於書法紙中的覆蓋體積百分比均遠低於其他紙類(一般用紙、宣紙),染料液滴於宣紙中的覆蓋體積百分比稍低於一般用紙中的覆蓋體積百分比;(2).不管印量的多寡,稀釋的石蠟於書法紙與一般用紙中的覆蓋體積百分比差異不大,而於宣紙中的覆蓋體積百分比較低。從上述可知,稀釋的石蠟於書法紙上的覆蓋體積百分比很大表示絕大部分的石蠟往橫向紙面的方向均勻擴散;而染料液滴於書法紙上的覆蓋體積百分比較低(甚至可以到低於30%)表示大部分的染料往垂直紙面的方向均勻擴散,並且部分滲透進入書法紙材料內部,直到一飽和狀態。第十七圖顯示印量為23平方公釐(mm2
)於不同紙類上,經烘烤處理後所占親水區域比例圖。於烘烤之前,先行印製石蠟圖案於紙上,例如於石蠟圖案之外形成留有空心圓紙圖案。烘烤處理係將石蠟溶解。在第十七圖中,每一方形圖的左側部分為經蠟溶解後空心圓的面積,每一方形圖的右側部分為滴同體積紅墨水於空心圓後所佔的面積。方形圖從左至右顯示分別為(a)一般用紙(型號Whatman #1)、(b)一般用紙(型號Whatman #6)、(c)一般用紙(型號Whatman #40)、(d)宣紙以及(e)書法紙之親水區域比例(zone volume,%)。從第十七圖中可知,紅墨水液滴於書法紙上的親水區域百分比遠低於其他紙類(甚至可以到低於30%)表示大部分的紅墨水往垂直紙面的方向均勻擴散,並且部分滲透進入書法紙材料內部。
第十八A圖與第十八B分別圖顯示書法紙於掃描式電子顯微鏡(SEM)以及能量散佈光譜儀(EDS)中顯示的圖示。底下表格顯示一書法紙的成分以及其所佔的比例。第十九圖顯示書法紙於能量散佈光譜儀(EDS)中顯示的光譜圖。
第二十圖顯示液滴形成於書法紙中的接觸角。如第二十圖所示,利用書法紙本身的特性,滴下的液滴可以於書法紙上形成具有一接觸角的微尺寸曲面結構。在本實施方法中,液滴可以直接滴下於書法紙或過濾紙表面,以於書法紙或過濾紙上形成微尺寸曲面結構;或者是利用一材料(例如石蠟)於書法紙或過濾紙之表面上形成一圖案,例如形成一陣列圖案,然後再將液滴滴下於無圖案(石蠟圖案)的書法紙或過濾紙之上,以形成具有一接觸角的微尺寸曲面結構。在第二十圖中,微尺寸曲面結構之接觸角為71.51度,微尺寸曲面結構之基底寬度為12.525公釐。
於實際應用時,上述液滴可例如為生醫檢測液滴,形成於書法紙上用以作為生醫檢測試片。本發明提出具有親水性的書法紙作為基材,利用書法紙本身的特性以製作生醫檢測試片於其中(之上)。由於傳統生醫檢測試片的製作價格較昂貴;相較之下,本發明可以利用書法紙本身的特性,以低成本、穩定與容易處理的方式製作生醫檢測試片。因此,利用便宜的書法紙來製作生物科技上的檢測試片,頗具應用價值。另外,製作的生醫檢測試片可以廣泛地應用於細胞檢驗、抗體檢驗或生醫材料等相關的領域。
對熟悉此領域技藝者,本發明雖以實例闡明如上,然其並非用以限定本發明之精神。在不脫離本發明之精神與範圍內所作之修改與類似的配置,均應包含在下述之申請專利範圍內,此範圍應覆蓋所有類似修改與類似結構,且應做最寬廣的詮釋。
100‧‧‧膠帶
101‧‧‧基底
102‧‧‧圖案層
104‧‧‧凸狀曲面微尺寸結構
106‧‧‧高分子凹狀曲面結構
Claims (12)
- 一種高分子微尺寸曲面結構之製作方法,包括:提供一可撓性材料,該可撓性材料的材料成本低於矽晶圓的材料成本;滴放液相光可硬化材料液滴於該可撓性材料之上以形成期望的圖樣;以及固化該液相光可硬化材料液滴以形成凸狀微尺寸曲面結構。
- 如請求項第1項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,更包括鑄模一熱可硬化材料於該凸狀微尺寸曲面結構之上,以及固化該熱可硬化材料以形成凹狀微尺寸曲面結構。
- 如請求項第2項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,其中該光可硬化材料為光可硬化聚二甲基矽氧烷或紫外線可交聯材料,其中該熱可硬化材料為熱可硬化聚二甲基矽氧烷或熱可交聯材料。
- 如請求項第1項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,更包括於該滴放液相光可硬化材料液滴之前,形成一圖案層於該可撓性材料之上。
- 如請求項第4項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,其中該圖案層之材料包括油墨、碳粉或石蠟。
- 如請求項第4項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,更包括鑄模一熱可硬化材料於該凸狀微尺寸曲面結構之上,以及固化該熱可硬化材料以形成凹狀微尺寸曲面結構。
- 如請求項第1項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,其中該可撓性材料包括紙或塑膠薄膜。
- 如請求項第7項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,更包括鑄模一熱可硬化材料於該凸狀微尺寸曲面結構之上,以及固化該熱可硬化材料以形成凹狀微尺寸曲面結構。
- 如請求項第8項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,更包括於該滴放液相 光可硬化材料液滴之前,形成一圖案層於該可撓性材料之上。
- 如請求項第9項之高分子微尺寸曲面結構之製作方法,其中該光可硬化材料為光可硬化聚二甲基矽氧烷或紫外線可交聯材料,其中該熱可硬化材料為熱可硬化聚二甲基矽氧烷或熱可交聯材料。
- 一種微尺寸曲面結構之製作方法,包括:提供一書法紙或過濾紙;以及滴放一檢測液滴於該書法紙或該過濾紙之上以形成一期望的圖樣;其中該圖樣具有一接觸角以形成凸狀微尺寸曲面結構。
- 如請求項第11項之微尺寸曲面結構之製作方法,更包括於該滴放檢測液滴之前,形成一圖案層於該書法紙或該過濾紙之上。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW102123678A TWI513744B (zh) | 2012-10-05 | 2013-07-02 | 高分子微尺寸曲面結構之製作方法 |
US14/029,156 US20140099425A1 (en) | 2012-10-05 | 2013-09-17 | Method for Fabricating Small-Scale, Curved Structures |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW101136977 | 2012-10-05 | ||
TW102123678A TWI513744B (zh) | 2012-10-05 | 2013-07-02 | 高分子微尺寸曲面結構之製作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201414777A TW201414777A (zh) | 2014-04-16 |
TWI513744B true TWI513744B (zh) | 2015-12-21 |
Family
ID=50432859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102123678A TWI513744B (zh) | 2012-10-05 | 2013-07-02 | 高分子微尺寸曲面結構之製作方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140099425A1 (zh) |
TW (1) | TWI513744B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201022843A (en) * | 2008-09-11 | 2010-06-16 | Fujifilm Corp | Photosensitive composition and method of manufacturing working substrate of substrate |
TW201235366A (en) * | 2011-02-15 | 2012-09-01 | Fujifilm Corp | Method for producing curable composition for imprints |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8137626B2 (en) * | 2006-05-19 | 2012-03-20 | California Institute Of Technology | Fluorescence detector, filter device and related methods |
-
2013
- 2013-07-02 TW TW102123678A patent/TWI513744B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-09-17 US US14/029,156 patent/US20140099425A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201022843A (en) * | 2008-09-11 | 2010-06-16 | Fujifilm Corp | Photosensitive composition and method of manufacturing working substrate of substrate |
TW201235366A (en) * | 2011-02-15 | 2012-09-01 | Fujifilm Corp | Method for producing curable composition for imprints |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140099425A1 (en) | 2014-04-10 |
TW201414777A (zh) | 2014-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhu et al. | Well-defined porous membranes for robust omniphobic surfaces via microfluidic emulsion templating | |
Kim et al. | Enhancement of the thermo-mechanical properties of PDMS molds for the hot embossing of PMMA microfluidic devices | |
Jeon et al. | Hot embossing for fabrication of a microfluidic 3D cell culture platform | |
Lachaux et al. | Thermoplastic elastomer with advanced hydrophilization and bonding performances for rapid (30 s) and easy molding of microfluidic devices | |
Thangawng et al. | An ultra-thin PDMS membrane as a bio/micro–nano interface: fabrication and characterization | |
Xue et al. | Reversible adhesion switching of porous fibrillar adhesive pads by humidity | |
US20110300345A1 (en) | Surface Having Superhydrophobic Region And Superhydrophilic Region | |
Wang et al. | Surface graft polymerization of SU-8 for bio-MEMS applications | |
Ryu et al. | Transparent, compliant 3D mesostructures for precise evaluation of mechanical characteristics of organoids | |
Zhuang et al. | Anti-stiction coating of PDMS moulds for rapid microchannel fabrication by double replica moulding | |
Seguin et al. | Surface modification of poly (dimethylsiloxane) for microfluidic assay applications | |
Mahmoudifard et al. | Electrospun polyethersolfone nanofibrous membrane as novel platform for protein immobilization in microfluidic systems | |
Baker et al. | Photolithographic fabrication of microapertures with well-defined, three-dimensional geometries for suspended lipid membrane studies | |
Alvankarian et al. | A new UV-curing elastomeric substrate for rapid prototyping of microfluidic devices | |
Baraket et al. | Development of a flexible microfluidic system based on a simple and reproducible sealing process between polymers and poly (dimethylsiloxane) | |
Choi et al. | A microfluidic platform with a free-standing perforated polymer membrane | |
US20100207301A1 (en) | Method of forming fine channel using electrostatic attraction and method of forming fine structure using the same | |
KR101358831B1 (ko) | 초소수성 코팅이 이루어진 마그네틱 엘라스토머를 이용한 액적 제어 방법 | |
Jayadev et al. | Adaptive wettability-enhanced surfaces ordered on molded etched substrates using shrink film | |
US10040944B2 (en) | Modification of polymer surface properties | |
Lee et al. | On-chip parylene-C microstencil for simple-to-use patterning of proteins and cells on polydimethylsiloxane | |
TWI513744B (zh) | 高分子微尺寸曲面結構之製作方法 | |
KR101468376B1 (ko) | 고분자 박막의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 고분자 박막 | |
Dinh et al. | Development of reversible bonding for microfluidic applications | |
CN112090457B (zh) | 基于仿生液体界面的可拉伸微流控系统、制备方法及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |