Polydiméthylsiloxane - PDMS

Le PDMS abréviation de polydiméthylsiloxane, est un polymère de la famille des silicones et plus particulièrement, celui qui comprend les plus nombreuses applications. Tous les silicones sont caractérisés par un monomère Monomèreportant la fonction siloxane Si - O, qui périodiquement répétée, forme le polymère. L'atome de silicium peut être connecté à différents groupes secondaires. Dans le cas de PDMS il s'agit du groupe méthyle CH3. Les propriétés du polymère final sont fortement influencées par les divers groupes fonctionnels secondaires possibles. Souvent, ce groupe de terminaison est triméthylsiloxyl Si(CH3)3. La plus petite molécule, formée uniquement de deux groupes triméthylsiloxanes connectés, sans diméthylsiloxyle-monomere entre les deux, est Hexaméthyldisiloxane HMDSO qui est d'un intérêt particulier en tant que gaz de procédé pour la polymérisation plasma.

Le PDMS est un polymère linéaire qui tend à rester liquide, même en cas de grandes chaînes. Toutefois, il peut être réticulé ce qui conduit à un matériau solide élastomère.

Le PDMS est presque inerte et extrêmement résistant à l'oxydation. Il est fortement privilégié dan les applications de type isolateur électrique, il est également utilisé dans l'analyse biologique.

Un domaine d'application important du plasma basse pression mettant en jeux le PDMS est la conception de systèmes micro-fluidiques. Ceux-ci sont fabriqués à partir d'une classe spéciale de PDMS, en général à partir du produit Sylgard 184, ils sont conçus et structurés individuellement en fonction des spécificités de chaque application, en général par l'utilisateur final où plusieurs des processus de fabrication mettent en jeux un traitement plasma tel que la liaison, le collage à d'autres composants en PDMS ou d'autres composés contenant du silicium ou du silicium pur.

Exemples d'applications du plasma sur les systèmes micro-fluidiques PDMS:

  • Collage irréversible de PDMS sur PDMS ou PDMS sur verre ou de PDMS sur Silicium
  • Création de surfaces hydrophiles sur un élément PDMS intrinsèquement hydrophobe

Les applications des systèmes micro-fluidiques:

  • Recherche chimique et analyse de systèmes liquides.
  • Analyse biologique de micro-organismes.
  • Analyses cliniques

Les paramètres de procédé pour le traitement plasma de PDMS:

  • Gaz de procédé: Oxygène ou air sec
  • Pression 0,1 - 1,0 mbar
  • Générateur: 13,56 MHz avec une puissance de 50 à 300W
  • Durée du procédé 10 - 60 secondes

Une autre application du traitement plasma dans le cadre des applications micro-fluidiques est la fabrication de micro-moules par des techniques photolithographie.

Pour plus d'informations consulter aussi le chapitre ⇒ Lab-on-Chip

Quelques références Scientifiques dans lesquelles les systèmes plasma de Diener electronic sont impliqués dans l'obtention de systèmes micro-fluidiques PDMS:

  • Olaf Dössel, Wolfgang C. Schlegel. “World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering September 7 - 12, 2009 Munich, Germany: Vol. 25/IX Neuroengineering, Neural Systems, Rehabilitation and Prosthetics (IFMBE Proceedings)”
  • Alain Carrac, Kash L. Mittal (Autor). Superhydrophobic Surfaces.
Même les silicones caractérisés par une surface extrêmement hydrophobe peuvent être imprimés après une activation plasma.
Plasma Polymérisation
La longueur des chaines influence les propriétés du polymère.