當(dāng)涉及微流體或微加工時，幾乎每個人都想到PDMS或聚二甲基硅氧烷。自1998年George Whitesides首次將PDMS引入微流體技術(shù)以來，PDMS已成為首選的主要材料，并且在微流體技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用。本文回顧了PDMS的一些優(yōu)勢以及PDMS在微流體技術(shù)中的作用。

1.PDMS材料特性

PDMS屬于有機硅家族，具有一些獨特的功能，這些功能已使PDMS成為微流體領(lǐng)域最理想的材料。透明性，生物相容性，柔韌性（楊氏彈性模量約為1-3 MPa），高氣體滲透性，低介電常數(shù)，低表面張力和低溶解度是PDMS的一些主要特性。

2.PDMS封合方式

PDMS的優(yōu)勢源于其在軟光刻方面的能力。首先，將PDMS基礎(chǔ)單體與其固化劑充分混合，然后對該預(yù)聚物進行脫氣以除去所有氣泡，最后將其倒入模具中。可以通過諸如光刻的常規(guī)方法或3D打印新技術(shù)來制造模具。無論模具類型如何，PDMS都可以從宏觀到納米復(fù)制模具上的特征。固化并從模具上剝離PDMS復(fù)制品后，PDMS零件應(yīng)通過平坦的表面密封。在這里，PDMS制造的另一個優(yōu)勢開始發(fā)揮作用。封合PDMS復(fù)制品的技術(shù)多種多樣，例如共形接觸，物理粘合，真空粘合，氧等離子體鍵合，電暈表面活化， flame bonding, wet-bonding，粘合劑鍵合。這些方法中有些是可逆的，有些是不可逆的，可以根據(jù)應(yīng)用選擇。在大多數(shù)這些技術(shù)中，無需使用化學(xué)或溶劑來實現(xiàn)密封。PDMS與PDMS基材或其他基材的無化學(xué)或無溶劑粘合消除了對測試樣品造成化學(xué)污染的任何機會。

3.PDMS表面改性處理方法

PDMS軟光刻技術(shù)使研究人員能夠制造出具有多層PDMS的器件。此過程稱為“三明治”，這意味著可以將幾層PDMS復(fù)制副本相互堆疊以構(gòu)建更復(fù)雜的幾何形狀。在夾層中，可以在層之間添加其他組件，例如膜（多孔或無孔），以創(chuàng)建所需的設(shè)備。將這些膜粘合到PDMS的方法有多種：（1）首先可以通過硅烷分子（例如3-氨丙基三乙氧基硅烷）處理膜，然后將處理過的膜和PDMS都暴露在氧等離子體中并進行粘合，（2）如果不尋求高壓，可以使用一些粘合劑（雙面膠帶或粘合劑）將膜附著到PDMS，以及（3）二氧化硅（SiO 2可以通過濺射將其涂覆在膜上，并使用氧等離子體將其結(jié)合至PDMS。

有很多策略可以調(diào)整PDMS的體積或表面性能。這使研究人員可以根據(jù)需要修改其PDMS設(shè)備。為了調(diào)整PDMS的整體性能，可以使用以下方法：（1）更改基料和固化劑的比例；（2）調(diào)整固化條件（溫度和時間）；（3）向PDMS中添加其他分子；（4） 以及在PDMS中添加諸如SiO 2之類的填料。調(diào)整這些參數(shù)會影響PDMS的整體性能，例如彈性，透明度，光熱效應(yīng)，折射率，電導(dǎo)率等等。P. Wolf等人撰寫的評論文章，全面回顧了PDMS批量或表面改性的所有不同技術(shù)。在大多數(shù)情況下，PDMS的表面改性是微流體領(lǐng)域的關(guān)注領(lǐng)域。最常見的方法是使用氧氣或空氣等離子體，電暈放電以及紫外線或臭氧暴露，以甲基為代價將硅烷醇（Si-OH）基引入到PDMS表面（Si–CH 3）。這導(dǎo)致在表面上形成幾納米的薄層（也可能包含一些裂紋），并使水接觸角降低到5°以下。當(dāng)需要持久的表面改性策略時，可以通過聚多巴胺（PDA），各種聚乙二醇（PEG）衍生物或基于硅烷的分子來定制PDMS的表面。使用這些方法之一，可以輕松實現(xiàn)PDMS表面的疏水性或親水性。文獻中有各種各樣的策略和技術(shù)可以調(diào)整PDMS的性能，這可以認(rèn)為是PDMS優(yōu)于其他用于微加工的材料的優(yōu)勢之一。

4.PDMS性能調(diào)整用法

調(diào)整PDMS的整體性能以提高其導(dǎo)電性已成為柔性和可拉伸電子學(xué)的研究主題。不同的填料（例如碳納米管，石墨，銀顆粒，納米線和金納米管）可添加到PDMS中，以達到更高的電導(dǎo)率。由于PDA導(dǎo)電，因此已將其涂在PDMS上以集成用于各種應(yīng)用的電化學(xué)傳感器。

5.PDMS在器官芯片中潛力

憑借器官芯片和微流體細胞培養(yǎng)平臺的起源，PDMS吸引了來自其他領(lǐng)域的研究人員的更多關(guān)注。DMS的表面已經(jīng)被PDA，明膠，膠原蛋白或纖連蛋白包被，以增強芯片內(nèi)部細胞的粘附，增殖和生長。此外，PDMS的表面首先可以通過PEG或硅烷分子或PDA作為連接基進行修飾，然后將生物活性分子連接到連接基上，以實現(xiàn)特定的應(yīng)用，例如細胞分化或檢測分泌的生物分子。

PDMS可以滲透氧氣和二氧化碳等氣體。這導(dǎo)致了需要在血液和空氣之間進行氣體交換的微流體血液充氧器的起源。PDMS膜可以通過將液體PDMS旋涂在平坦的基板（例如晶片）上來輕松制造。可以通過更改旋轉(zhuǎn)器的速度，固化劑比例和固化溫度來調(diào)整PDMS膜的性能。在不觀察針孔缺陷的情況下，可以生產(chǎn)出厚度約為1 ?m的PDMS膜。當(dāng)應(yīng)避免滲透性時，PDMS的厚度可以增加1 mm以上。

簡而言之，PDMS在實現(xiàn)微流控中如此眾多的應(yīng)用中顯示了其潛力。使用PDMS的微細加工使我們能夠?qū)⒕哂泻唵卧O(shè)計的設(shè)備制造為具有非常復(fù)雜功能的設(shè)備。PDMS已被廣泛研究，這為每個人提供了豐富的資源來根據(jù)他們的需求優(yōu)化PDMS屬性。