微孔金属膜的制备工艺（上篇）

【背景介绍】

膜分离及膜技术是21世纪的六大高新技术之一。无机膜作为一类新型的分离介质，与有机膜相比具有一系列独特的优点，诸如耐高温、化学稳定性好、机械强度大等，无机膜主要包括陶瓷膜和金属膜。但与陶瓷膜相比，金属膜具有高的机械强度、优良的热传导性能、良好的韧性，可焊接密封，克服了陶瓷膜脆且组件的高温密封和连接困难的缺点，因此受到国内外的广泛关注。

通常，金属微孔膜的孔径在0.01-10μm之间，膜层的厚度小于0.5mm，膜的结构有管状与片状。由于膜层的厚度小，管状膜常常附着于具有较大孔径的多孔支撑体上以提高强度。制备性能优异的微孔金属膜管的关键是膜的成形与烧结技术。

目前无机分离膜的制备技术主要有提拉装置进行“浸浆”(slip-casting)涂敷成膜、湿粉喷射沉积(wet powder spraying)成膜及粉浆流延成膜技术，以上技术难于控制膜层的厚度和膜层的均匀性，而且当支撑体的孔径较大，膜层孔径较小时，烧结后膜层易出现裂纹、起皮或局部脱落等现象，往往需要制备一个过渡层甚至多个过渡层避免以上现象发生，制备过程复杂、周期长。

而这篇文章讲述的是通过一些简单以及改良的制备工艺，可以提供一种较好的微孔金属膜的制备方法，解决了用于微量样品分析的微孔阵列灵敏性、高背景信号以及缺乏可重复性的问题。

【微孔金属模板的制备方法】

首先利用光刻的方式在所提供的衬底上制备微纳阵列结构，其中微纳阵列结构分区设置形成了N组微纳阵列区，且同一微纳阵列区的微纳结构的大小和高度相同，不同微纳阵列区的微纳结构的大小不同。接着，在该光刻胶阵列结构的表面蒸镀或磁控溅射一种金属材料形成了金属种子层，最后利用电镀的方式制备了第二种金属材料，制备了微孔金属膜，最后将上述的光刻胶层以及种子层去除从而得到了最后的微孔金属膜。该微孔金属膜的制备方法，不需要使用复杂的设备，在相对稳定的环境下即可制备获得，具有方法简单、成本低廉的优点。更重要的是，通过本发明方法，可以制备具有高保真微结构特征的金属膜，有利于提高样品检测灵敏性、降低背景信号、提高可重复性，目前该微孔金属膜在液滴的生成、微球的捕获以及样品的分离上都有一些应用，如果大家对于这项工艺有相关的问题欢迎在后台留言或者咨询我，谢谢（下一期重点介绍下微孔金属膜在医学领域中一些相关应用的设想以及后期的发展）。