等離子體是一種原子被電離或被剝奪部分電子所產生的離子化氣體物質，含有離子、原子、分子的亞穩態和激發態。

1879

年克魯克斯提出了

“

物質第四狀態

”

，用來描述等離子體狀態。

1929

年湯克斯和郎謬爾在採用

“

等離子體

”

這一名詞來描述氣體放電產生的帶電粒子集合體，是繼固、液、氣三態之後的第四態。

固態物質加熱相變轉化為液態，液態繼續加熱，分子運動加劇，轉化為氣態。如果給予氣態物質足夠多的能量，這時的物質狀態就與以往認知中的氣液固態不同。基於該觀點，將等離子態稱為

“

第四態

”

。

PDMS

是

聚二甲基矽氧烷

的

簡稱，是一種有機矽類聚合物。有機矽都具有共同的重複的矽氧烷單元，分別由一個

Si-O

基團所組成，矽原子上可以結合很多個側基團，如

-CH3

、

-CH2-CH3

等。

該聚合物還可以與各種鏈末端結合，當末端基團為

-CH3

被

-OH

取代時，則可稱為端羥基

PDMS

；當末端

-CH3

被

CH2=CH-

取代時，則可以稱為端乙烯基

PDMS

；

PDMS

具有比其他聚合物更高的極性和穩定性，矽

-

氧鍵的能量高於碳

-

碳鍵的能量，證明了它的高熱穩定性，化學惰性和柔韌性。

但

PDMS

其表面粗糙度大，表面能低，粘附性差。限制了在諸多領域的應用。良好的親水性可拓寬其應用範圍，一方面在微流控中的微通道填充水溶液期間可表現出增加細胞粘附力及減少的氣泡的捕獲效果，另一方面增加表面極性減少非特異性物質的吸附，並在隱形眼鏡、傷口敷料、藥物輸送系統、導管、微流控晶片、戶外高壓絕緣材料，防汙塗料和柔性電子器件等方面有重要應用。

基於等離子體清洗機處理的材料表面一般會產生氧化效果或者是交聯效果，各種空氣和二氧化碳等氣體可以氧化

PDMS

等聚合物的表面，產生了含氧基團，而惰性氣體可以使

PDMS

表面產生自由基位點，活化了聚合物的表面。

當等離子體作用於固體表面，發生刻蝕作用，即曝露在外的表面材料和原有的表面汙染物生成揮發性氣態物質除去，固體表面變粗糙，形成許多微細坑窪，增大了樣品的比表面積，並提高固體表面的潤溼效能；

PDMS

中大部分的鍵能在

0~10eV

，等離子體中的粒子能量在

0~20eV

，因此將固體表面暴露於等離子體後，材料表面物質化學鍵獲得足夠能量而被打斷，產生自由基，並形成網狀的交聯結構，增強了

PDMS

表面活性。

如果引入反應性氣體，被等離子體活化的物質表面與反應性氣體發生某種複雜化學反應，從而產生新的活性基團，如氨基、烴基和羧基等，對材料表面活性有顯著影響。

利用真空氧

等離子清洗

機通入氧氣等反應性氣體在

PDMS

表面進行反應，可以引入表面功能基團，如

-OH-

和

NH2

等，從而改變了聚合物的表面結構，達到親水改性的目的。操作過程中不存在化學試劑的使用

，

避免造成二次汙染，具有獨特的優勢。

等離子體處理時間

時間是表面處理和鍵合成功的一個關鍵因素。太短等離子體處理時間不會使整個表面發生功能化而太長等離子體處理時間會強烈的改變

PDMS

表面的效能。等離子體被啟用的時間越長，

PDMS

表面越粗糙而且還會影響到粘接效能。

等離子體處理後的時間

等離子體處理後，表面的化學鍵開始重組，而且幾分鐘後，表面的功能化活性下降從而導致玻璃

PDMS

等離子體鍵合強度下降。鑑於這個原因，必須在等離子體處理後立即做鍵合，不要在等離子體清洗機放氣之後還讓樣品留在等離子體腔室內，需要快速的將玻璃

-PDMS

放在一起。