《微米纳米技术丛书·MEMS与微系统系列：聚合物微纳制造技术》总结了作者王立鼎、刘冲、徐征、李经民、刘军山等十年来在聚合物微纳制造方面的科研成果，并介绍了国内外在这方面最新研究成果和发展动态，力求全面反映聚合物微纳制造技术最新发展水平。阐述了聚合物微纳制造的各项关键技术，涵盖了聚合物材料特性、微纳成形工艺技术及设备、高能束刻蚀、封合连接技术及设备等，并对聚合物微纳技术典型应用情况进行了总结。目的是使读者能够切实和全面地了解聚合物微纳制造技术的原理和最新进展。

第1章 绪论
1.1 微纳制造概论
1.2 聚合物微纳制造发展简史
1.3 聚合物微纳制造方法概述
参考文献

第2章 聚合物材料结构特征与性能
2.1 聚合物材料的特点与分类
2.2 微纳领域常用的聚合物材料
2.2.1 聚甲基丙烯酸甲酯
2.2.2 聚酰亚胺
2.2.3 聚对二甲苯
2.2.4 聚二甲基硅氧烷
2.2.5 光敏聚合物
2.3 聚合物材料的玻璃化转变
2.3.1 描述热塑性聚合物玻璃转化的理论
2.3.2 聚合物分子链刚性对玻璃转化温度的影响
2.3.3 聚合物分子量对玻璃转化温度的影响
2.3.4 聚合物分子结构对玻璃转化温度的影响
2.3.5 交联度对玻璃转化温度的影响
2.4 热塑性聚合物材料的高弹态力学性能
2.4.1 高弹性
2.4.2 热弹逆变现象
2.5 聚合物熔体的流变特性
2.5.1 聚合物熔体流动传输方程
2.5.2 聚合物熔体本构关系
参考文献

第3章 微注塑成型
3.1 微注塑成型的应用背景
3.2 微注塑成型的特征
3.3 微注塑成型计算机辅助设计方法
3.4 微注塑成型模具制造方法
3.4.1 微注塑成型模具组成
3.4.2 微模具型芯材料选择和加工方法
3.5 微注塑机
3.6 微注塑成型模具设计与注塑工艺优化
3.6.1 微注塑成型模具设计
3.6.2 微注塑成型工艺参数优化
参考文献

第4章 微热压成型
4.1 聚合物微热压形变填充机理
4.2 微热压中聚合物形变填充理论模型
4.2.1 玻璃态应力模型
4.2.2 高弹态应力模型
4.2.3 应变模型
4.3 热塑性聚合物热压形变填充的数值模拟
4.4 玻璃态／高弹态聚合物热压形变填充实验
4.5 微热压成型设备
4.6 微热压模具制作技术
4.7 微热压成型工艺正交试验
参考文献

第5章 软刻蚀方法
5.1 PDMS弹性印章及其他PDMS微器件的制造方法
5.1.1 PDMS固化机理
5.1.2 PDMS模塑成型工艺步骤
5.1.3 PDMS表面改性
5.1.4 PDMS微纳器件封合方法
5.1.5 典型PDMS微纳器件与单元
5.2 微接触印刷法
5.3 转移微模塑法
5.4 毛细微模塑法
5.5 溶剂辅助聚合物微模塑
参考文献

第6章 高能束微纳刻蚀
6.1 激光刻蚀
6.1.1 激光刻蚀的概念与特征
6.1.2 CO2激光刻蚀
6.1.3 准分子激光刻蚀
6.1.4 飞秒激光刻蚀
6.2 电子束和聚焦离子束刻蚀
6.2.1 电子束刻蚀
6.2.2 聚焦离子束刻蚀
6.3 等离子体刻蚀
参考文献

第7章 聚合物微纳器件封合与集成
7.1 热键合封合
7.1.1 直接热键合
7.1.2 辅助热键合
7.1.3 多层微流控芯片热键合
7.2 激光焊接
7.3 直接黏接法
7.4 超声波焊接
7.5 聚合物表面的金属图形化
7.5.1 易腐蚀金属的湿法腐蚀工艺
7.5.2 惰性金属的剥离工艺
7.5.3 化学镀工艺
参考文献

第8章 聚合物微流控芯片及应用
8.1 聚合物微流控芯片概述
8.2 微流控芯片中流体流动与物质输运
8.2.1 微流控芯片中流体流动现象
8.2.2 微流控芯片中样品输运现象
8.2.3 微流控芯片中液体流动和样品输运特点
8.2.4 描述微流控芯片中液体和样品输运的无量纲数
8.3 微流控芯片单元技术
8.3.1 过滤
8.3.2 富集浓缩
8.3.3 微混合
8.3.4 分离单元
8.3.5 检测方法
8.4 微流控芯片应用现状
8.4.1 临床疾病诊断方面
8.4.2 食品安全方面
8.4.3 环境监测领域
8.5 展望
参考文献

第9章 聚合物在微小型燃料电池中的应用
9.1 微型质子交换膜燃料电池概述
9.1.1 发展历程
9.1.2 结构和工作原理
9.1.3 应用前景
9.2 聚合物流场板的应用
9.2.1 燃料电池流场板功能
9.2.2 聚合物流场板制作方法
9.2.3 聚合物流场板导电增强方法
9.2.4 基于聚合物流场板的微型燃料电池
9.3 质子交换膜
9.3.1 全氟质子交换膜
9.3.2 全氟质子交换膜的改性
9.3.3 质子交换膜厚度对微型燃料电池性能的影响
9.4 聚合物微封装技术
9.4.1 微封装工艺流程
9.4.2 封装应力对微型燃料电池性能的影响
9.4.3 封装聚合物特性
9.5 应用实例
9.5.1 环氧树脂封装孪生MEMS微型燃料电池
9.5.2 次瓦级孪生电池堆
9.5.3 气液自驱替燃料电池堆
参考文献

　　3）本体掺杂 
　　PDMS固化过程中会形成微孔，这些微孑L可以吸收容纳一些其他分子。利用这一性质，可以在PDMS预聚物中引入特殊分子，使这些分子与裸露在外的PDMS表面基团相结合，从而改变PDMS的表面性能。Huang等在PDMS预聚物中加入非离子表面活性剂DDM，它的疏水基连接PDMS，亲水基连接生物素分子如Bio—DOPE。在缓冲液中特定的生物素分子可以偶联特定的蛋白质，从而达到固定蛋白和消除PDMS表面非特异性吸附的目的。 
　　4）共价偶联 
　　林秉承等。对氧等离子体改性方法进行了改进，将环氧修饰的亲水性聚合物直接共价偶联到芯片表面。具体步骤为：首先，用等离子体活化PDMS表面，产生大量的硅烃基；其次，将环氧修饰的亲水性聚合物快速吸附在PDMS表面；最后，通过加热使聚合物分子中的环氧基团与PDMS表面羟基交联，从而将亲水性聚合物偶联到芯片表面。共价偶联改性过程可在30min内完成，表面聚合物涂层可以完全抑制电渗流，减少蛋白质样品吸附。 
　　5）聚合诱导接枝 
　　用紫外光直接照射单体溶液，可以在PDMS表面接枝亲水性的化合物，达到表面改性的目的。常用的接枝化合物有聚丙烯醇、聚乙二醇等，表面接枝反应溶液的组成需要严格控制，同时必须添加一定量高碘酸钠和苯甲醇，以提高单体向芯片表面扩散的效率，抑制溶解氧对聚合反应的淬灭作用。Hu等将此方法改进，预先在PDMS表面吸附了二苯甲酮等引发剂，这样就不必在单体溶液中再添加光敏剂，聚合的时间也缩短至几分钟。 
　　6）吸附—交联 
　　将一些可用于动态吸附的物质加以交联，能够增加它们与PDMS表面的附着力，提高表面改性质量。林秉承等建立了多层聚乙烯醇表面改性方法。主要步骤为：在氧等离子体快速活化的PDMS芯片表面，多次循环吸附聚乙烯醇，加热交联多层聚乙烯醇涂层。结果表明：①未经氧等离子体活化的PDMS芯片表面不能有效吸附聚乙烯醇；②而在氧等离子体活化的PDMS芯片表面，88％水解的聚乙烯醇涂层效果优于100％水解的聚乙烯醇；③重复涂层三次为最佳。这种涂层表面能有效抑制电渗，可用于蛋白质和核酸的分离检测。 
　　5.1.4DMS微纳器件封合方法 
　　PDMS器件的封合分为不可逆封合和可逆封合。 
　　5.1.4.1不可逆封合 
　　不可逆封合是指PDMS基片与盖片之间实现了永久封合，不能再剥离开。最常用的不可逆封合方法是等离子体／紫外辅助封合。采用等离子体／紫外辅助封合PDMS不需要施加很高的温度、电压或压力，操作简单，成本低廉。通过等离子体轰击或紫外光照射，PDMS表面的甲基转变为硅烷醇基。封合过程中，PDMS基片表面的硅烷基将与另一片上的其他基团结合，形成共价键，从而实现永久封合，采用等离子辅助封合的PDMS—PDMS不可逆封合强度约为413kPa。
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