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PDMSとプラズマ処理装置

PDMSとは

PDMSとは、ポリジメチルシロキサン(dimethylpolysiloxane)というシリコンの一種です。研究開発や工業的利用の場合、PDMSと呼称されることが一般的です。その用途は多様で、コクンタトレンズや医療機器、防水剤、潤滑油、耐熱タイルまで幅広く使用されています。近年においてはその多様性から様々な研究が活発に行われております。

PDMSの特長

PDMSは、透明性があり自家蛍光が低く、価格も安く化学的に安定しており、加工性にも優れております。マイクロ流路などのバイオデバイスや生体材料への応用も盛んです。

<主な特長>

  • ガラスに匹敵する透明度
  • 化学的、生理学的不活性 
  • 非毒性
  • 不燃性
  • 柔軟性
  • 疎水性
  • 耐熱性
  • ガス透過性

PDMSの用途

PDMSは、コンタクトレンズ、医用器具、コーキング剤、潤滑油、マイクロ流路など、身近なものから産業用途に至るまで幅広い分野で使われております。
特にバイオテクノロジー分野においては、マイクロ流路における生化学実験には欠かせないものになっております。

マイクロ流路の例

2種類の薬液を混ぜ合わせた際の反応の変化を観察する構成例です。
マイクロ流路のパターンが形成されたPDMSとガラス基板をプラズマ処理技術を用いて活性化させ、接合します。
接合されたガラス基板とPDMSの付着強度は非常に強く、薬液の注入圧力にも十分耐える強度があります。
小さな試験管として、流路内に薬品を注射器で流し込み、少数の分子や細胞を扱った実験が可能となります。内部の様子は光学顕微鏡で観察する事が可能で、必要な量だけを使用するので無駄が少ない。複数の薬品を混ぜ合わせてその反応を見たりと用途は無限大です。

PDMSとプラズマ処理

非常に優れた材料で応用範囲も広いPDMSですが、これら技術の立役者として、プラズマ処理という技術が存在します。プラズマによる表面処理技術がさまざまな効果を付加し、幅広い分野に恩恵をもたらしていると言っても過言ではありません。
MEMSの分野でも話題のPDMSですが、Siやガラスで作製した鋳型に流し込むだけで溝幅1µmのマイクロ流路を簡単に量産できる事が特徴です。作製したマイクロ流路は洗浄済みのスライドガラスなどに貼り付けて使用します。
しかし貼付けが不十分だと流路が塞がったり、部分的に剥がれて隣の流路へ薬液が漏れ出す可能性が御座います。
そこでスライドガラスの貼付け面とPDMSの貼付け面に弊社装置でプラズマ処理を施すと、両者は自然吸着し剥がれる事も無くなります。

プラズマ処理で得られる効果

親水化

最も利用される効果で、樹脂材料などの疎水性材料を親水性にする効果です。マスクをし、部分的に親水性を持たせることで、液滴の選択的トラップなども可能です。

※疎水性のシートにプラズマ処理を行うと、水がなじみ、親水性となっていることが分かる。中央のリング状部分は金属ワッシャでプラズマが当たらないようにマスクした領域で水をはじいていることが分かる。

アブレーション

やや強いプラズマをサンプルに照射することにより、表面に付着した汚染物質の除去を行う効果です。主に、油分などの炭素、酸素、水素などの化学的共有結合をプラズマエネルギーの衝突によって断ち切り、分解させること(炭化水素を炭素と水素に分離)によりクリーニングを行います。複合的な材料の、化学結合の弱い部位から選択的にエッチングし、特定部位を露出させることにも応用されます。

ケミカルエッチング

水素、窒素、酸素などを導入してプラズマを生成することにより、有機物から特定の元素のみを化学反応させ、エッチングを行います。

活性化

プラズマ照射による、有機化合物表面の官能基を活性化させ、表面特性を変化させさまざまな活性効果を与えます。

その他

その他にも、気相成長法(CVD)技術などにもプラズマは応用されています。

プラズマによる表面改質を実験するための装置

PDMSに最適な表面改質を行うための装置をご紹介いたします。
実験用途向けに特化しております。低価格、小型で卓上サイズ、操作性もシンプルに仕上げております。

PIB-20の特長

小型卓上サイズ

装置は幅350mm、奥行き370mm、高さ350mmの小型卓上サイズ。
※ロータリーポンプ外付け
重量も18kgと、コンパクトなデザインに設計された装置です。

簡単調整機能

ガス導入コントロールにはニードルバルブを調整し、雰囲気圧力10Pa~120Paの調整が容易です。
1秒~99分59秒までの処理時間レンジ(時間レンジの変更可能)。
可変電圧により、電流調整が簡単(0~50mA)

オートシーケンス機能

処理条件を確定したあとは、一連のプラズマ処理操作を自動で行えるAUTO機能が便利です。
別な作業に取り掛かることができ、時間を有効に利用できます。

Φ130mmの大面積試料ステージ

試料ステージはΦ130mmまで対応が可能。一度に複数のサンプルを処理してもOK。大きなサンプルも対応可能にします。

雰囲気ガス導入可能

アルゴン、窒素、酸素など、研究目的に応じたガス種を簡単に接続可能
ガス導入は、1/4インチサイズのスウェージロック接続を採用。


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