本发明涉及微细加工、微流控芯片、生物医药等应用领域，具体涉及一种中空微通道结构的制备方法。
背景技术：
人们对通道的研究早已从最开始的管道、各类线圈发展到现在的各种散热器通道以及模拟细胞生存环境的空腔，而相应地，其尺寸量级也从米、毫米、再到微米。随着微加工技术的发展，从上世纪五六十年代起，科学家们就开始将微通道应用于各种换热器、反应器以及在医学上模拟人体血管中血液的循环状况等各个方面。
毛细现象是自然界中一种常见的物理现象，众所周知液体与物体表面之间接触时会产生表面张力，在此表面张力的作用下液体会沿着接触面移动。倘若与液体接触的是一根细管或微通道，液体将在表面张力的作用下沿着细管内壁或微通道内腔壁移动。毛细现象可以用于制备微纳结构，其原理及操作较为简单，易于向产业化方向发展。
目前，对于微通道的制备已有一些方法，主要包括同轴挤出成形法、静电诱导法、反应离子刻蚀法等等，这些方法各有优缺点，应用时往往受限于工艺复杂、成本较高以及精度难以控制等因素。
中空微通道在微细加工、微流控芯片、生物医药等领域的应用较为广泛。
技术实现要素：
本发明可以解决现有制备中空微通道方法工艺要求高，微通道尺寸难以控制，成本较高等问题，提供一种中空微通道结构的新型制备方法。
本发明的技术方案是：
一种中空微通道结构的制备方法，包括如下步骤：
（1）微通道母版的制备，步骤如下：将所用基片（常用玻璃片或硅片或其他材料基片）清洗干净并在其上旋转涂覆光刻胶（以az9260光刻胶为例）；静置十分钟后将其置于65℃热板上加热10分钟，接着移到95℃热板上加热30分钟；然后将具有长条形微米图案的光刻掩膜板与az9260光刻胶涂层紧密接触，并进行光刻曝光；对经过曝光后的基片进行显影便可得到与掩膜版图案中不透光部分尺寸相同的长条形微米方块结构；将此微结构置于热板之上，缓慢升温到140℃，加热30分钟后取下令其自然冷却到室温；140℃下的az9260光刻胶已经处于熔融状态，其在表面张力及重力的作用下发生流动，微结构的横截面形貌由棱角分明的矩形变为表面更加光滑的圆形，由此得到所需要的微通道母版结构；
（2）pdms柔性微通道模板的制备，步骤如下：取一大小适中的烧杯，清洗干净，然后将pdms本体材料和固化剂按照体积比10:1的比例在烧杯中混合并且搅拌均匀，令混合液在空气中静置两个小时以充分去除气泡，将没有气泡的混合液倾倒到步骤（1）中所获得的微通道母版上，并保证混合液能够完全覆盖住微通道结构，再将其整体置于90℃热板上加热1h使混合液完全固化；自然冷却至室温后将固化好的pdms材料从步骤（1）中的微通道母版上揭下，便制得了pdms柔性微通道模板；
（3）中空微通道结构的制备，步骤如下：将步骤（2）中制得的pdms柔性微通道模板与清洗干净的基片紧密粘附在一起，为了保证pdms柔性模板与基片能够始终紧密粘附在一起，可以适当地在其上表面加配重块；这样基片与pdms柔性模板之间就形成了长条形且横截面为类半圆的微通道空腔；然后在pdms柔性模板一侧滴入s1813光刻胶，光刻胶便会在毛细力的作用下流入微通道空腔；静置3个小时使光刻胶液体有足够的时间来填充微通道空腔；然后，将其整体在加热板上进行加热，先在65℃下加热10分钟，然后将热板升温到90℃继续加热90分钟；在此过程中，微通道空腔中s1813光刻胶中溶剂挥发，光刻胶整体发生热回流现象，原先已被光刻胶填满的区域从最前端开始慢慢回流，由于pdms微通道空腔壁与光刻胶之间有粘附力（表面张力），光刻胶在腔内回流时不能够完全摆脱微通道空腔壁的粘附力，由此产生的结果就是微腔中间部分的光刻胶完全回流，而与微腔内壁相接触的光刻胶将滞留在空腔内壁上，加热90分钟后pdms微通道空腔壁上的光刻胶将完全固化，此时停止加热并将基片整体冷却至室温，再将pdms柔性微通道模板揭掉，便在基片表面得到了与pdms柔性模板形状相同中空微通道结构。
本发明的有益效果：本发明的技术方案操作起来简单易行，中空微通道尺寸容易精确控制，所制作的pdms柔性模板成本低廉，且与微通道母版均可以重复使用，各步骤所用材料均容易获得，因此整个制作成本极低，具有较大的应用前景。
附图说明
图1中空微通道结构的制备工艺流程图
具体实施方式
具体实施方式：一种中空微通道结构的制备方法，由以下步骤完成：
步骤一、微通道母版的制备，将所用基片清洗干净并在其上旋转涂覆光刻胶；静置十分钟后将其置于65℃热板上加热10分钟，接着移到95℃热板上加热30分钟；然后将具有长条形微米图案的光刻掩膜板与光刻胶涂层紧密接触，并进行光刻曝光；对经过曝光后的基片进行显影便可得到与掩膜版图案中不透光部分尺寸相同的长条形微米方块结构；将此微结构置于热板之上，缓慢升温到140℃，加热30分钟后取下令其自然冷却到室温；140℃下的光刻胶已经处于熔融状态，其在表面张力及重力的作用下发生流动，微结构的横截面形貌由棱角分明的矩形变为表面更加光滑的圆形，由此得到所需要的微通道母版结构。
步骤二、pdms柔性微通道模板的制备，取一大小适中的烧杯，清洗干净，然后将pdms本体材料和固化剂按照一定的体积比例在烧杯中混合并且搅拌均匀，令混合液在空气中静置两个小时以充分去除气泡，将没有气泡的混合液倾倒到步骤（1）中所获得的微通道母版上，并保证混合液能够完全覆盖住微通道结构，再将其整体置于90℃热板上加热1h使混合液完全固化；自然冷却至室温后将固化好的pdms材料从步骤（1）中的微通道母版上揭下，便制得了pdms柔性微通道模板。
步骤三、中空微通道结构的制备，第一步，将步骤（2）中制得的pdms柔性微通道模板与清洗干净的基片紧密粘附在一起，为了保证pdms柔性模板与基片能够始终紧密粘附在一起，可以适当地在其上表面加配重块；这样基片与pdms柔性模板之间就形成了长条形且横截面为类半圆的微通道空腔；第二步，在pdms柔性模板一侧滴入光刻胶，胶体与稀释剂配比为2:1，光刻胶便会在毛细力的作用下流入微通道空腔；静置3个小时使光刻胶液体有足够的时间来填充微通道空腔；第三步，将其整体在加热板上进行加热，先在65℃下加热10分钟，然后将热板升温到90℃继续加热90分钟；在此过程中，微通道空腔中原胶中的溶剂挥发，光刻胶整体发生热回流现象，原先已被光刻胶填满的区域从最前端开始慢慢回流，由于pdms微通道空腔壁与光刻胶之间有粘附力（表面张力），光刻胶在腔内回流时不能够完全摆脱微通道空腔壁的粘附力，由此产生的结果就是微腔中间部分的光刻胶完全回流，而与微腔内壁相接触的光刻胶将滞留在空腔内壁上，加热90分钟后pdms微通道空腔壁上的光刻胶将完全固化，此时停止加热并将基片整体冷却至室温；第四步，再将pdms柔性微通道模板揭掉，便在基片表面得到了与pdms柔性模板形状相同中空微通道结构。
本实施方式中步骤一所述的光刻胶是以az9260光刻胶，由具有粘合作用的树脂、感应光照的感光剂以及能够维持液态溶液的溶剂组成，也可选用其他胶体。
本实施方式中步骤一所述的对基片旋转涂覆光刻胶所用的匀胶机转速低速高速分别设定为500r/min时转动10秒，3500r/min时转动40秒，500r/min时转动10秒。
本实施方式中步骤一所述的光刻曝光能量为600mj/cm2，可根据实际工艺情况进行调整。
本实施方式中步骤一所述的对基片进行显影所用显影液型号为az400k，显影液与去离子水体积比为1:3，显影时间为1分30秒。
本实施方式中步骤一所述的基片常用玻璃片或硅片或其他材料。
本实施方式中步骤二所述的pdms是将本体材料和固化剂按照体积比10:1的比例在烧杯中混合并且搅拌均匀。
本实施方式中步骤二所述的得到的柔性模板的形状与步骤一所述的微通道母版结构形状互补。
本实施方式中步骤三所述的胶体为s1813光刻胶，胶体与稀释剂配比为2:1，其配比也可以按照实际需要进行调整。
本实施方式中步骤三所述的第三步将两者整体置于加热板上先在65℃下加热10分钟，然后将热板升温到90℃继续加热90分钟，其加热温度和时间可以根据实际情况进行调整。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，例如改变基片的材质、改用不同的化学材料替代光刻胶或者改进本发明中制备中空微通道结构的具体实施细节，这些改进也应视为本发明的保护范围内。