專利名稱：制造包括填充納米結(jié)構(gòu)的微通道的微流控元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造包括至少一個(gè)由底壁、頂壁和兩個(gè)相對的側(cè)壁構(gòu)成
的微通道的微流控(microfluidic )元件的方法，該方法包括
-在基片的表面上，形成所述微通道的底壁和兩個(gè)相對的側(cè)壁， -通過從沉積在所述微通道的相對的側(cè)壁和底壁上的金屬催化劑層原位
生長，形成填充所述微通道的納米結(jié)構(gòu)，
-并且，通過在所述基片的表面上放置頂蓋并將所述頂蓋密封于所述表
面，形成所述納米樣i通道的頂壁。
背景技術(shù)：
諸如微型反應(yīng)器或者被稱為"p-TAS"(微型全分析系統(tǒng)micro Total Analysis System)或"實(shí)驗(yàn)室芯片(Lab-on-a-chip )，，的微實(shí)驗(yàn)室之類的微流控 元件，也稱為流控微系統(tǒng)，在過去的十年里真正獲得飛躍發(fā)展，被用于進(jìn)行 化學(xué)或生物作業(yè)以及/或者用于對非常小體積的樣品進(jìn)行分析。這些元件的用 途實(shí)際上是能將不同的分析步驟(注入、分離、檢測)整合在一個(gè)單獨(dú)的元 件上，由此限制了連接數(shù)量并從而限制了在不同的處理操作期間的樣品損 失，同時(shí)也增加了分析的靈敏度并且減少了分析時(shí)間。
然而，人們?nèi)栽趯で髮⒏嗟墓δ芗傻竭@些微流控元件中，例如，希 望制造出的微流控元件能夠進(jìn)行幾種工作。例如樣品預(yù)處理、過濾、混合、 分離和/或檢測操作?？墒沁@樣的集成需要器件在微型化和/或效率方面能夠 獲得更好的性能。另外，眾所周知，與樣品接觸的元件表面和在所述元件中 流動(dòng)的樣品的容積的比(也稱為S/V比)越高，則多相(heterogeneous)化 學(xué)或生物反應(yīng)的效率或者分離的效率越高。
大多數(shù)常規(guī)的獲得高S/V比的方法是在于使用諸如硅珠的多孔結(jié)構(gòu)或 固定相(stationary phase )填充形成于微流控元件中的微通道。
在Gregor Ocvirk等人于1995年發(fā)表在Analytical Methods and Instrumentation第2巻第74-82頁上的文章"部分集成于硅片上的高性能流體2
色i普,，("High performance liquid chromatography partially integrated onto a silicon chip", Analytical Methods and Instrumentation, Vol 2, N02， 74-82( 1995 )) 中，介紹了通過形成由填充材料填充的微通道組成的網(wǎng)絡(luò)，并在硅結(jié)構(gòu)(或 片)上將分離注入器布置在上述微通道的入口，以及將玻璃料和光學(xué)的探測 單元布置在上述微通道的出口，從而獲得一種流體色語系統(tǒng)。該系統(tǒng)的微通 道通過陽極密封作用借助于布置在硅結(jié)構(gòu)上的玻璃層來被密封。為使該系統(tǒng) 完整，另外的硅結(jié)構(gòu)通過同樣的玻璃層上的密封作用被密封以使系統(tǒng)更有彈 性。
然而，考慮到微通道的直徑，在顯微尺度下以固定相多相地填充《敬通道 難于操作，這些元件需要在保持固定相位于微通道中的情況下設(shè)置系統(tǒng)，例 如玻璃料或注入系統(tǒng)。該操作在該尺度下也同樣變得困難。
人們考慮使用其他的方法來補(bǔ)正這個(gè)問題。例如計(jì)劃將固定相直接在微 通道中實(shí)施。正如在Isabelle Gusev等人于1999年發(fā)表于Journal of Chromatography A第855期第273-290頁上的文章"用于微型高性能流體色譜 法和毛細(xì)電色i昝法的原位形成的單片多孔包裝的毛細(xì)柱"("Capillary columns with in situ formed porous monolithic packing for micro high-performance liquid chromatography and capillary electrochromatography", Journal of Chromatography A， 855 (1999) 273-290 )中描述的那樣，固定在孩么通道壁面上 的固定相的原位合成使得玻璃料可以不再被使用。人們還計(jì)劃使用微電子領(lǐng) 域中的技術(shù)(光刻法、蝕刻法)，通過可再生和可聚合的方式的納米圖案的 方法在微通道內(nèi)形成固定相。
在合成納米結(jié)構(gòu)方法領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展，例如碳納米管,也稱為CNT， 或者碳納米纖維，開拓了開發(fā)微流控元件的接觸表面的技術(shù)的新前景。并且 存在兩個(gè)主要的發(fā)展方向。
第一方向在于從催化粉(catalytic powder)中制造獨(dú)立的碳納米管，即， 以非固定方式連接到表面，且用上述合成碳納米管填充^:流控元件，尤其是 填充所述元件的一個(gè)或多個(gè)微通道。根據(jù)這一原理發(fā)展了固相萃取柱以及色 譜精煉柱技術(shù)。舉例來說，在John H.T丄uong等人的文章于2005年發(fā)表于 Journal of Chromatography A第1074期第187-194的文章"使用覆蓋有酸化 單壁碳納米管的石英毛細(xì)管的苯胺衍生物的電泳分離"("Electrophoretic separation of aniline derivatives using fused silica capillaries coated with acidtreated single-waled carbon nanotubes" Journal of Chromatography A，1074 (2005) 187-194 )中，在被酸化單壁碳納米管覆蓋前，布置石英毛細(xì)管的表面， 通過用包括上述合成的以及處理過的納米管的溶劑漂洗所述表面，實(shí)現(xiàn)將納 米管覆蓋在石英毛細(xì)管表面。
第二方向是使得碳納米管在預(yù)先覆蓋金屬催化劑覆蓋物的表面上原位
該技術(shù)也得以消除了所有的微通道移植或填充步驟。舉例來說，在Michael Stadermann等人于2006年發(fā)表于Anal.Chem.第78期第5639-5644頁的文章 "位于微構(gòu)造的通道內(nèi)的單壁碳納米管的超高速氣相色譜分析"("Ultrafast gas chromatography on single-wall carbon nanotube stationary phases in microfabricated channels" Anal,Chem. 2006， 78, 5639-5644 )描述了 一種通過4立 于硅晶片內(nèi)的微構(gòu)造的微通道內(nèi)的單壁碳納米管(SWNTs)形成的固定相的 超高速氣相色譜分析。所述單壁碳納米管通過化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition)方法，從諸如由鋁、鉬或鐵組成的金屬催化劑層以原位生長的方 式獲得。專利申請WO-A-2006/122697中，同樣介紹了包括至少一個(gè)微通道 的微流控元件，該微通道構(gòu)成于基片上，并且由通過預(yù)先沉積在所述微通道
的相對側(cè)壁和底壁上的金屬催化劑層的原位生長合成的納米管所填充。
對于第二方向，碳納米管通常在沒有頂壁的微通道內(nèi)制造，即在開口的
(或槽形)的微通道內(nèi)。這使得催化劑層的沉積的一致性和納米管的生長得 到控制。在專利申請WO-A-2006/122697中，在納米管形成后，保護(hù)頂蓋布 置在基片表面上，以覆蓋填充納米管的所述微通道。通過形成硅-硅或硅-玻 璃粘接的分子密封，使得頂蓋被密封并且使得微通道封閉并且非常嚴(yán)密。
同樣地，在Michael stadermann等人的文章中，微通道通過在珪晶片上 沉積玻璃層密封并切在納米管形成以后執(zhí)行陽極密封。
頂蓋密封步驟，即，微通道關(guān)閉步驟，是微流控元件制造過程中的一個(gè) 重要的步驟。該制造過程實(shí)際上必須要與該密封步驟尤其是與該強(qiáng)加的限制 相一致。總的來說，納米管既不能經(jīng)受在前的為執(zhí)行晶片間密封的清潔步驟， 又不能抵抗在特定密封方法的氧化條件下的高溫。納米管還有可能在進(jìn)行操 作時(shí)污染表面和/或在制造過程污染器件的環(huán)境。
在Mahesh Karwa等人于2006年發(fā)表在Anal.Chem.第78期第2064-2070 頁的文章"自組裝的碳納米管的氣相色諳法"("Gas chromatography onself-assembled single-walled carbon nanotubes" Anal.Chem. , 2005 ， 78 ， 2064_2070 )中，計(jì)劃使用一種封閉環(huán)境內(nèi)的生長方法。單壁碳納米管 (SWNTs )形成于不銹鋼毛細(xì)管內(nèi)，并且通過汽相催化合成在硅覆蓋的不銹 鋼毛細(xì)管內(nèi)形成。將溶解了乙酸鉬(molybdenum acetate)和六水合氮化鈷 (hexahydrate cobalt nitride)的醇基溶液注入毛細(xì)管，同時(shí)Y吏用氪覆蓋帶有 催化劑層的管道。然后進(jìn)行化學(xué)氣相沉積以通過原位生長形成納米管。因?yàn)?包括于毛細(xì)管中的鐵擔(dān)當(dāng)了形成多壁碳納米管(MWNTs)的催化劑，所以 硅覆蓋的毛細(xì)管更適合生產(chǎn)多壁碳納米管。
然而，這樣一種制造方法，尤其是通過醇基溶液來實(shí)現(xiàn)催化劑的沉積的 并不實(shí)際，因?yàn)檫@需要大量的手工操作并且在微系統(tǒng)中難以采用。
為了避免與催化劑沉積有關(guān)的約束，在Chutarat Saridara和Somenath Mitra于2005年發(fā)表在Anal.Chem.第77期第7094-7097頁的文章"自組裝的 碳纟內(nèi)米管色譜法"("Chromatography on Self-Assembled Carbon Nanotubes"， Anal.Chem., 2005， 77， 7094-7097)中，計(jì)劃使用在毛細(xì)管不銹鋼的雜質(zhì)中 發(fā)現(xiàn)的鐵作為催化劑。然而，碳納米管的形成證明了沿毛細(xì)管非一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制造補(bǔ)救前述現(xiàn)有技術(shù)中缺點(diǎn)的微流控元 件的方法。
更具體地說，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，根據(jù)該方法能夠容易地 且廉價(jià)地獲得包括至少一個(gè)由納米結(jié)構(gòu)多相填充的微通道的微流控元件。有 利地，該方法必須與生產(chǎn)晶片上的集成器件的方法相一致，以同時(shí)避免污染 微元件環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過將所述金屬催化劑的層同樣沉積在設(shè)計(jì)用來 與頂蓋接觸的基片表面上，并且在通過熱處理形成納米結(jié)構(gòu)之前進(jìn)行密封從 而在金屬催化劑層的金屬和頂蓋的材料之間形成低共熔混合物來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展例，所述金屬催化劑層沉積在設(shè)計(jì)用來與頂蓋接 觸的基片表面上，同時(shí)也沉積在所述微元件的相對側(cè)壁和底壁上。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)擴(kuò)展例，沉積在設(shè)計(jì)用來與頂蓋接觸的基片表面上 的金屬催化劑層的厚度為20nm-200nm。


在以下僅作為非限制性示例并在附圖中示出的本發(fā)明具體實(shí)施例的詳
細(xì)描述中，其它的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)可以更清楚。附圖中
圖1-10以橫截面示意地表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的一個(gè)詳細(xì)實(shí)施例
的不同的連續(xù)步驟。
圖11和12以橫截面示意地表示圖1-10所示實(shí)施例的一個(gè)變形實(shí)施例 的步驟。
具體實(shí)施例方式
微流控元件，也稱為流控微型系統(tǒng)，包括至少一個(gè)能使流體在其中流動(dòng) 的封閉的微通道。所述微通道由底壁、頂壁和兩個(gè)相對的側(cè)壁構(gòu)成，并且由 諸如納米管尤其是碳納米管的納米結(jié)構(gòu)填充。
該元件通過預(yù)先在一個(gè)例如由硅、二氧化硅或玻璃制成的基片的表面上 形成底壁、頂壁和兩個(gè)相對的側(cè)壁來獲得。所述微通道的頂壁是通過將包括 例如選自硅、二氧化硅或玻璃的材料的頂蓋配合于所述基片表面，并將頂蓋 和所述表面密封而形成的。并且，填充微通道的納米結(jié)構(gòu)是通過沉積在所述 微通道的相對側(cè)壁和底壁上的金屬催化劑層原地生長而形成的。
這樣，不同于現(xiàn)有技術(shù)中的制造方法尤其是不同于在專利申請 wo-A-2006/122697中的方法，微通道的頂壁在納米結(jié)構(gòu)形成之前形成。更特 別地的是，與用來形成納米結(jié)構(gòu)的相同的金屬催化劑層也沉積在基片上，所 述層更特別地沉積在設(shè)計(jì)用來與頂蓋接觸的基片表面上。在形成納米結(jié)構(gòu)之 前通過熱處理使得形成低共熔混合物，從而實(shí)現(xiàn)密封。該低共熔混合物是在 金屬催化劑層的金屬和頂蓋的材料或者有利地組成所述頂蓋地材料之間形 成的低共熔混合物。
舉例來說，圖1-10示出包括三個(gè)封閉微通道2的微流控元件1的詳細(xì) 示例。封閉微通道是指顯微尺度下的微通道包括用于流體通道的入口和出 口，不僅由形成微通道2底部的底壁3和兩個(gè)相對的側(cè)壁4和5構(gòu)成，而且 還由頂壁6構(gòu)成。有利地，底壁3和頂壁6之間的距離P為5pm-10(Vm， 而兩個(gè)相對側(cè)壁4和5之間的距離L優(yōu)選地在1(im-500um。
每個(gè)微通道2的底壁3和兩個(gè)相對的側(cè)壁4和5都形成在基片7中，該 基片例如是厚度大約為450微米且直徑為100nm的硅晶片。
這樣，如圖1-5所示，三個(gè)微通道2示例地通過在包括一個(gè)自由表面7a
8的基片7上有選擇地蝕刻而形成。為了進(jìn)行有選擇地蝕刻，在圖1中，整個(gè)
自由表面7a由光致抗蝕劑層8覆蓋。然后，如圖2和3所示，層8通過光 刻法形成圖案8a，這樣，圖案8a通過利用紫外線(箭頭F1 )透過掩模9輻 射使層8曝光，然后去除層8的曝光區(qū)域形成。接著，如圖4所示，基片7 經(jīng)歷深反應(yīng)離子蝕刻步驟。由于對基片7的蝕刻只在基片7的沒有被圖案8a 覆蓋的區(qū)域上進(jìn)行，因此該蝕刻步驟稱為有選擇的。由此，如圖5所示，在 基片7內(nèi)構(gòu)成的開口 (或槽)，形成了成形于基片7的表面7a內(nèi)的每個(gè)微通 道2的側(cè)壁4、 5和底壁3。 一旦基片7被蝕刻，光致抗蝕劑層8的圖案8a 被去除，從而使得具有微通道2的基片7的表面7a被去除。
如圖6所示，隨后進(jìn)行金屬催化劑沉積步驟。這樣，每個(gè)微通道2的側(cè) 壁4、 5和底壁3被金屬催化劑層9覆蓋。此外，基片7的自由表面7a也被 金屬催化劑覆蓋。因此由相同的催化劑形成的層IO覆蓋所述表面7a。有利 地，在此同時(shí)布置層9覆蓋微通道的側(cè)壁4、 5和底壁3。
組成金屬催化劑的金屬優(yōu)選自鎳、鈷、鐵和金，并且它能夠以諸如為濺 射法或脫水法的物理沉積方法，或者以化學(xué)或電解沉積方法來沉積。取決于 所使用的方法，沉積條件被最優(yōu)化以獲得位于基片7的自由表面7a上的具 有足夠的能進(jìn)行隨后的密封步驟的厚度e的金屬催化劑層10,以及獲得位于 側(cè)壁4、 5上的具有與納米結(jié)構(gòu)生長相一致的厚度e，的金屬催化劑層9。沉積 在基片7的自由表面7a上的金屬催化劑層10的厚度e優(yōu)選為20nm-200nm， 沉積在側(cè)壁4、 5上的金屬催化劑層9的厚度e，有利地優(yōu)選為lnm-20nm。
這樣，如圖7-9所示，在納米結(jié)構(gòu)(例如碳納米管)形成之前，金屬催 化劑層IO被用來在保護(hù)頂蓋11和基片7之間進(jìn)行密封。
通過在金屬催化劑層10的金屬和頂蓋11的材料之間形成低共熔混合 物，從而實(shí)現(xiàn)密封。蓋11的材料有利地選自硅、二氧化硅和玻璃。如圖7 所示，頂蓋ll被放置或安置在覆蓋基片7的表面7a(箭頭F2)的層10上, 因此有利地為頂蓋11的平坦的表面lla與底片7的表面？a接觸，更特別地 與布置在表面7a上的層IO接觸。然后，如圖8所示，在預(yù)定溫度下進(jìn)行熱 處理(箭頭F3 )，使得層10包括的金屬擴(kuò)散到層11以在所述金屬和頂蓋材 料之間形成低共熔混合物12。這樣， 一旦保護(hù)頂蓋11密封于基片7上，頂 蓋11的表面lla既包括與表面7a接觸的部分，還包括朝向微通道7布置的 部分。所述表面11a的朝向微通道7布置的部分則形成了微通道2的頂壁6并且因此使得它們被封閉。
舉個(gè)例子，對于由鎳組成的層IO和由硅或二氧化硅組成的層11，通過 進(jìn)行熱處理使得形成鎳硅化物而獲得密封。這樣的密封方法，例如已知的，
Zhi-Xiong Xiao等人于1998年4月發(fā)表在J.Electrochem.Soc.第145巻的文章 "使用鎳硅化物的低溫硅晶片間粘接"("Low temperature silicon wafer-to-wafer bonding with nickel silicide" J.Electrochem.Soc.， Vol 145, N。4, April 1998 )中敘 述的那樣，在440°C的熱處理溫度下通過形成鎳硅化物將兩個(gè)硅晶片密封。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，進(jìn)行密封的金屬同樣擔(dān)當(dāng)在微通道2內(nèi)形成納米結(jié) 構(gòu)的金屬催化劑。在圖6中，金屬催化劑層9沉積于側(cè)壁4、 5和底壁3上， 而能夠使象將要被催化的碳納米管這樣的納米結(jié)構(gòu)生長。例如在大氣壓和 700°C溫度下，使用乙炔作為碳的氣體，進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(CVD)，而獲 得碳納米管。這樣，分別為13a、 13b和13c的三組納米管，在一次及相同 的熱循環(huán)中，基本上與相應(yīng)的壁4、 5和3垂直，而通過生長形成(圖10)。 此外如圖10所示，更有利地是大多數(shù)納米管13a可以形成為與納米管13b 交接，以填充微通道2。然后，可以進(jìn)行切割步驟，以形成每個(gè)帶有一個(gè)或 多個(gè)完全被納米結(jié)構(gòu)填充的微通道2的微型反應(yīng)器。
在如圖11和12所示的可替換的實(shí)施例中，附加金屬催化劑層"被沉 積在頂蓋11的整個(gè)表面lla上。頂蓋11的表面lla是設(shè)計(jì)用來當(dāng)所述頂蓋 放置在基片7的表面7a上時(shí)與基片7的表面7a相接觸。這樣， 一旦頂蓋被 放置在基片7的表面7a上并且進(jìn)行密封后，朝向微通道2布置的且形成所 述微通道2的頂壁6的表面lla的部分保持被金屬催化劑覆蓋，并且能因此 成為從附加金屬催化劑層14原位生長出納米結(jié)構(gòu)13d的基座。納米結(jié)構(gòu)13d 接著在每個(gè)微通道2的頂壁6上形成。
因而，根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)微流控元件的方法，使金屬的用途具有雙重功
能
-在頂蓋和基片間用于密封的母體 -以及用于生長納米結(jié)構(gòu)的催化劑。
這意味著進(jìn)行的方法步驟的數(shù)量可以減少，因此，特別與在專利申請 WO-A-2006/122697中描述的元件相比，減少了元件的制造費(fèi)用。在專利申 請WO-A-2006/122697中，當(dāng)進(jìn)行金屬催化劑沉積操作時(shí)，金屬催化劑層實(shí) 際上沉積在光致抗蝕劑層的剩余的圖案上，以便在納米結(jié)構(gòu)生長之前隨著所
10述圖案被去除，并且在納米結(jié)構(gòu)生長之后進(jìn)行密封。然而，在圖1-12所示
的實(shí)施例中，金屬催化劑不僅在圖案8a被去除后沉積在微通道2的壁3、 4 和5上，而且在納米結(jié)構(gòu)生長之前沉積在基片7的自由表面7a上以保證頂 蓋11的密封。
由此微通道在納米結(jié)構(gòu)生長發(fā)生之前封閉。然而，對于這樣一個(gè)制造方 法，盡管微通道封閉，通過原位生長獲得的納米結(jié)構(gòu)生長保持同質(zhì)。
最后，這樣一種方法與在硅晶片上制造集成元件的方法相一致，并且不 需要任何后生長(post-growth)的方法步驟，這防止了元件外部環(huán)境的污染， 諸如防止了進(jìn)行這些沉積的沉積腔和清潔室的產(chǎn)生的污染或者在進(jìn)行操作 過程中操作者引起的污染。
通過該方法獲得的微流控元件能夠應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。例如，它能夠用于
-催化分解支持如果納米結(jié)構(gòu)壁用鉑沉積物覆蓋，該微元件能被用于 例如在低溫下利用氧將一氧化碳完全氧化為二氧化碳；
-酶移植支持碳納米管可以容易地具有以下功能將諸如胰蛋白酶的 酶移植在納米管上，以得到消化蛋白質(zhì)的微元件；
-固定相支持碳納米管組成直接適用于色譜法應(yīng)用的固相，它們也能 通過不同的化學(xué)分子而具有一定功能。
本發(fā)明并與不局限于圖1-12的實(shí)施例。例如，微通道或者微流控元件 的微通道2可具有任何類型的幾何形狀。它們的入口可進(jìn)一步連接到本身的 與入口微通道連接的流體分割區(qū)域，它們的出口可連接到本身的與出口微通 道連接的流體匯集區(qū)域。
權(quán)利要求
1、一種制造微流控元件(1)的方法，所述微流控元件(1)包括至少一個(gè)由底壁(3)、頂壁(6)和兩個(gè)相對的側(cè)壁(4，5)構(gòu)成的微通道(2)，該方法包括在基片(7)的表面(7a)內(nèi)，形成所述微通道(2)的底壁(3)和兩個(gè)相對的側(cè)壁(4，5)；通過從沉積在所述微通道(2)的相對的側(cè)壁(4，5)和底壁(3)上的金屬催化劑的層(9)原位生長來形成填充所述微通道(2)的納米結(jié)構(gòu)(13a，13b，13c)；和通過在所述基片(7)的表面(7a)上放置頂蓋(11)并將所述頂蓋(11)密封于所述表面(7a)上，形成所述微通道(2)的頂壁(6)；其特征在于，所述金屬催化劑的層(10)也沉積在設(shè)計(jì)為與頂蓋(11)接觸的基片(7)的表面(7a)上，并且密封的操作是在形成納米結(jié)構(gòu)(13a，13b，13c)之前，通過熱處理在金屬催化劑層(10)的金屬和頂蓋(11)的材料之間形成低共熔混合物(12)而進(jìn)行。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬催化劑的層(IO) 沉積在設(shè)計(jì)為與頂蓋(11 )接觸的基片(7)的表面(7a)上，同時(shí)，也沉積在所 述微通道(2)的相對的側(cè)壁(4，5)和底壁(3)上。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，沉積在設(shè)計(jì)為與頂蓋(11) 接觸的基片(7)的表面(7a)上的所述金屬催化劑層(10)的厚度(e)選擇為介于20nm和200nm之間。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沉積在所述^:通道(2)的相 對的側(cè)壁(4，5)和底壁(3)上的所述金屬催化劑層(9)的厚度(e')選擇為介于lnm 和20nm之間。
5、 如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，納米結(jié)構(gòu)(13d) 通過沉積在所述壁(6)上的附加的金屬催化劑層(M)原位生長形成于微通道(2) 的頂壁(6)上。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該附加的金屬催化劑層(14) 沉積在頂蓋(ll)的整個(gè)表面(lla)上，并被設(shè)計(jì)為在所述頂蓋(ll)被放置時(shí)與 基片(7)的表面(7a)接觸。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬催化劑選自鎳、鈷、 鐵和金。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，頂蓋(ll)的材料選自硅、二 氧化》圭和玻璃。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，微通道(2)的兩個(gè)相對的側(cè) 壁(4， 5)之間的距離(L)選擇為介于lpm和500pm之間。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，微通道(2)的頂壁(6)和底 壁(3)之間的距離(P)選擇為介于5pm和100pm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造微流控元件(1)的方法，微流控元包括至少一個(gè)填充納米結(jié)構(gòu)(13a，13b，13c)的封閉的微通道(2)。通過預(yù)先在基片(7)的表面內(nèi)形成開口，構(gòu)成微通道的底壁(3)和兩個(gè)相對的側(cè)壁(4，5)，制造出微通道。填充微通道的納米結(jié)構(gòu)(13a，13b，13c)通過原位生長形成，以構(gòu)成沉積在側(cè)壁(4，5)和底壁(3)上的金屬催化劑層。在納米結(jié)構(gòu)形成之前，通過將保護(hù)頂蓋(11)密封在基片(7)的表面上微通道(2)被封閉。通過在頂蓋(11)的材料和用于原位生長納米結(jié)構(gòu)(13a，13b，13c)及沉積在設(shè)計(jì)用來接觸頂蓋(11)的基片(7)的表面上的催化劑的金屬之間形成低共熔混合物，從而獲得密封。
文檔編號(hào)G01N35/00GK101458260SQ20081020988
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者伊曼紐爾·魯維爾, 弗洛倫斯·里庫爾, 讓·迪喬恩, 阿格尼絲·方弗恩 申請人:原子能委員會(huì)