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《中国科学院上海冶金研究所》 2000年
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真空磁过滤弧沉积非晶金刚石薄膜及其在生物医学材料领域中的应用研究

俞柳江  
【摘要】:本论文在国内第一台真空磁过滤弧沉积(Filtered arc deposition,FAD)系统 的基础上,以制备优质非晶金刚石薄膜为目标,对设备进行了优化改造。添加了 射频电源,以便在绝缘基体上沉积薄膜;添加了液氮冷却系统,能够在77K左右 的低温下进行薄膜制备;添加了无灯丝的辅助离子源,能进行离子辅助沉积,以 及对薄膜进行掺杂,特别是因为离子源为无灯丝离子源,因而可进行氧掺杂。 利用FAD系统在室温条件下制备了致密的无氢非晶金刚石薄膜。对非晶金 刚石薄膜的防水汽透过特性进行了探索研究。加速实验结果表明,非晶金刚石薄 膜具有良好的防水性能,其水汽透过率小于文献中报道的经常用于电子器件封装 无机水汽阻挡层的氮化硅薄膜。本工作因此而获得了国家“ 863”高技术计划资助, 以进行更深入的研究,希望能在将来应用于有机发光器件(Organic Light-Eiode,OLED)的封装。 对非晶金刚石薄膜的血液相容性进行了系统的研究。通过溶血率实验,发现 非晶金刚石薄膜对血液几乎没有破坏作用,符合生物材料溶血实验要求;通过蛋 白质竞争吸附实验,发现非晶金刚石薄膜表现出一定的择优吸附白蛋白的特性, 与临床上应用于人工心脏瓣膜的热解碳相比,非晶金刚石薄膜表面吸附更多的白 蛋白和更少的纤维蛋白原,有更好的蛋白质吸附性能,从建立的简单模型分析发 现模型与实验结果相一致,通过血小板吸附实验,发现各种条件下制备的非晶金 刚石薄膜吸附血小板的数量均少于热解碳,血小板团聚、变形情况也明显小于热 解碳,说明非晶金刚石薄膜的抗凝血性能优于热解碳,通过对非晶金刚石薄膜表 面能的测试,结果表明,非晶金刚石薄膜与两种蛋白质之间界面力之间的比值基 本上与热解碳相同,说明表面能不是非晶金刚石薄膜表现出优异的血液相容性的 主要因素;我们认为,主要因素是非晶金刚石薄膜的负电性和低表面功函数,使 得吸附在非晶金刚石薄膜表面的纤维蛋白原中的电子很难向薄膜中转移,从而纤 IV 4一 \ — — 摘 艺D 维蛋白原很难发生变性,因而非晶金刚石薄膜表现出良好的血液相容性。
【学位授予单位】:中国科学院上海冶金研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TB43

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