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熱壓印實驗

在文檔中 中 華 大 學 碩 士 論 文 (頁 70-75)

圖3.16 培養皿。 圖3.17 切割加工後之方格。

(二)母模板

母模板,是鎳金屬材料所製成,在此我們選擇U型溝槽形式之母 模板材料。而U型槽的深度一般為200nm、節距為900nm(Ridge=

600nm, Groove= 300nm),如圖3.18、3.19所示。因其表面為奈米微 結構肉眼無法辨識,一般辨識的方法初步先觀察母模板表面的干涉條 紋呈多彩的型態;爾後使用相位差顯微鏡進行精確的辨識,判別溝槽 形式與方向。

圖3.18 U型溝槽母模板。 圖3.19 U型溝槽母模板示意圖。

3.4.3 熱壓印製程

在熱壓印製程,本次實驗所使用之熱壓機可分為兩大部分,一為 熱壓印平台,另一為參數控制平台,如圖3.1所示。熱壓平台機制是由 兩個厚壓縮平板構成,而熱壓印平台是以由下向上的方式進行壓印。

製程開始需先設定熱壓所需之壓力單位、下壓印平板上升之速率(mm / s)、熱壓印平台上下平板之溫度(℃)及熱壓壓力(Kg)。在設定上 下平板溫度時,先前的研究已得知對PS材料在下壓印平板溫度130℃

時為最佳溫度[82],且為了避免型熱壓印過程中所產生之熱應變造成 高分子試片因軟化而翹曲變形,所以進行熱壓印製程中設定兩段製 程,並找出對PS材料在進行熱壓印高分子材料的最佳化參數。實驗設 定參數如表3.1所示。熱壓印製程其步驟,如圖3.20所示。

先前研究已得知熱壓印製程的相關參數,爾後我們藉以得知的參 數找出對PS材料在進行熱壓印的最佳化參數。如表3.2所示。

圖3.20 熱壓印製程步驟。

表3.1 不同參數條件下之範圍表。

表3.2 製程條件之最佳溫度下,參數範圍表。

在進行熱壓印高分子材料時,開啟機台設備設定最佳參數後,設 定平板溫度(T1, T2)的熱壓印溫度,當平板溫度到達製程參數設定 之溫度後,將機台在設定之條件下,靜置五分鐘以維持機台製程的穩 定性,在此,可先製備熱壓印高分子材料所需之基板與試片。先將切 割完成之母模板用乙醇清洗表面灰塵、油脂,使用無塵紙輕輕擦拭乾 淨,爾後放置於下平板。將試片從防潮箱中拿出,同樣使用乙醇清洗,

再使用去離子水進行第二次清洗,使用無塵紙,將多餘水分輕輕擦 拭,最後再利用氮氣將待熱壓印試片表面仍殘留之水氣吹至乾淨。爾 後再置於母模板上後,即可進行熱壓印製程。製程結束後,將母模板 與試片自然風乾剝離,依製程室內溫度環境而定,剝離所需時間約在 30秒至90秒左右,再將已完成的微奈米結構試片放置防潮箱中保存,

方便日後細胞培養使用。如圖3.21所示。

圖3.21 熱壓印流程示意圖。

第四章 結果與討論

本研究主要目的是利用熱壓印的基本原理將具有微奈米結構圖 形的母模板轉印至高分子試片上(PS),使其具有微奈米結構之圖形,

隨後再利用 ArF 準分子雷射,在奈米結構表面上,製作出不同微米尺 度的溝槽及孔洞。研究中並利用小鼠成肌細胞(C2C12)及間葉性骨 髓幹細胞(BMSC)作為細胞培養實驗,觀察具有不同微奈米結構尺 寸之溝槽對細胞貼附與生長行為之影響。

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