聚二甲基矽氧烷

聚二甲基矽氧烷 (Poly Dimethylsiloxane)
臺北市立第一女子高級中學二年級周君穎/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

簡介

聚二甲基矽氧烷即poly（dimethylsiloxane），簡寫為PDMS，密度為965 kg/m³，屬於有機矽的聚合物，結構式如下圖：

製造

1.工業上可由以下反應流程製造鏈狀的聚二甲基矽氧烷：

若原料為三氯甲基矽烷時，經過水解反應、聚合反應可形成交錯的網狀結構，稱做甲基矽氧烷樹脂（silicone resins)。
可在反應中添加適量的一氯三甲基矽烷(僅能接於聚合物鏈結構的末端)控制聚合物的分子量，也可控制產物的黏度。

2.實驗室中通常用主劑SYLGUARD-184A與硬化劑SYLGUARD-184B以質量比10：1比例混合均勻後，利用抽真空的方式使混合液中的氣泡浮至表面並破裂，再放入120度的烤箱中烤約一個小時（溫度與時間參數的不同將會製作出不同硬度的PDMS）。

特性

液態時的二甲基矽氧烷為一黏稠液體，稱做矽油，是一種具有不同聚合度鏈狀結構的有機矽氧烷混合物，其端基和側基全為烴基（如甲基、乙基、苯基等）。一般的矽油為無色、無味、無毒、不易揮發的液體。

固態的二甲基矽氧烷為一種矽膠，無毒、疏水性(hydrophobic)，惰性物質，且為非易燃性、透明彈性體。二甲基矽氧烷的製程簡便且快速，材料成本遠低於矽晶圓，且其透光性良好、生物相容性佳、易與多種材質室溫接合、以及因為低楊氏模數（Young’s modulus）導致的結構高彈性 (structural flexibility)等。

科技應用

1.奈米生醫方面建立微流道（microfluidic channel）：

為了在二甲基矽氧烷上製作出所需的微流道，首先需在silicon（矽晶圓）上蝕刻出自己需要的圖樣，將二甲基矽氧烷倒入倒在上有圖樣的矽晶圓上，經過脫膜（demold）後，在PDMS上即有一凹陷的微流道空間。
將PDMS有微流道的那一側與玻璃或是矽晶圓以氧電漿鍵結的方式結合，微流道的製程即大功告成，這樣的製程廣泛地被研究DNA的奈米生醫實驗室運用。

＜註＞PDMS一共有三種氧電漿鍵結，分別是PDMS-PDMS, PDMS-silicon, 以及PDMS-glass 鍵結，下圖是PDMS-glass 鍵結過程：

除了生醫工程之應用，微流道可以自在搭配矽晶圓、玻璃或另一片PDMS，低價地製作微流道、微混合器、微泵浦、微閥門等元件，最小的轉寫幾何尺寸也能達到奈米等級！

2.製作微型鏡頭(micro-lens)：

藉由具有微結構的矽晶圓製作出上有整齊排列之凹槽的二甲基矽氧烷，將先前調配好之內含二氧化矽的溶液均勻塗佈在二甲基矽氧烷上，經加熱處理後，即製成微型鏡頭陣列。示意圖如下：

生活應用
1.填縫劑：類似車門橡皮的功能，聚二甲基矽氧烷可做為填縫劑、密封劑等應用，譬如許多水族箱即使用此材料密封其邊緣。
2.軟式可調焦鏡片：由於聚二甲基矽氧烷為一彈性體，且其有良好的透光性，因此目前有人從事這一方面的研究，期望它能用在相機或手機的鏡頭上。

參考資料
http://en.wikipedia.org/wiki/Polydimethylsiloxane
http://www.mmmpc.com.tw/yuehyin/ … ID=465&MID=9201
http://iacc.kuas.edu.tw/iacc/Micro/5.__陳朝明工程師-PDMS之技術概況-911206.pdf