هياكل متعددة النطاقات تجميعه بواسطة النانو مطبوع للأسطح الوظيفية

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال المهندس إلى السطح في فهم السطح الوظيفي للتشكل الأنبوبي وقابلية البلل. الميزة الرئيسية لنهجنا هي أنه يسمح بتصنيع أسرع للهياكل النانوية متعددة النطاقات باستخدام عملية بصمة فقط مع مرشح أكسيد الألومنيوم الأنوديك والتجميع الذاتي للألياف النانوية. بعد البصمة ، أظهرت أنماط السطح المكررة في البداية محبة فائقة للماء

يمكننا تغيير توافر سطح الهياكل المطبوعة باستخدام معالجة أصل الأشعة فوق البنفسجية والطلاء أحادي الطبقة ذاتيا. احصل على مرشح أكسيد الألومنيوم الأنودي ، أو AAO ، بحجم مسام 200 نانومتر ، وارتفاع 60 ميكرون ، وقطر 25 مل. نظف السطح باستخدام البولي إيثيلين تيريفثاليت ، أو فيلم PET ، مع 99.8٪ من الأسيتون لمدة خمس دقائق ، متبوعا ب 99.9.

كحول الأيزوبروبيل لمدة خمس دقائق. جفف الفيلم تماما لمدة ثلاث دقائق باستخدام مسدس هوائي. بعد ذلك ، ضع فيلم PET على سطح مستو بدون ملوثات.

أضف قطرة 0.1 ملليلتر من راتنج أكريليت البولي يوريثين القابل للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية مع لزوجة 257.4 CPS على السطح. ضع مرشح AAO على الراتنج واضغط بشكل موحد باستخدام أسطوانة مطاطية بقطر 32 ملم. يتم تأكيد انتشار الراتنج بصريا.

يجب تكرار الأسطوانة ودفعها بعناية عند الضغط. مرشح AAO هش وقد ينكسر إذا تم استخدام القوة المفرطة. بعد التدحرج ، قم بتعريض العينة المصنوعة من مرشح PET و AAO لضوء الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي يبلغ 365 نانومتر لمدة 30 ثانية لعلاج الراتنج.

بعد ذلك ، اغمر العينة المعالجة في 100 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم المولي لمدة 10 دقائق لإذابة الفلتر. تظهر صور SEM السطح والمقطع العرضي للهيكل. نظف العينة بالماء منزوع الأيونات.

ثم جففه تماما لمدة ثلاث دقائق باستخدام مسدس هوائي. استخدم تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة للتأكد من عدم اكتشاف الصوديوم والألمنيوم وحفرها بالكامل. لإجراء معالجة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية ، قم أولا بتنظيف العينة بهياكل نانوية متعددة النطاقات باستخدام كحول الأيزوبروبيل لمدة خمس دقائق ثم الماء منزوع الأيونات لمدة خمس دقائق.

جفف العينة المغسولة باستخدام مسدس هوائي لمدة ثلاث دقائق. تشعيع العينة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية لمدة 60 دقيقة باستخدام معدات الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية بكثافة 25 مللي واط لكل سنتيمتر مربع. للتجميع الذاتي OTS ، ضع المكان الساخن داخل صندوق القفازات ، وحافظ على بيئة النيتروجين لعملية ترسيب البخار.

لأغراض التصوير ، سنعرض الإجراء في وهمية خارج صندوق القفازات. ضع دقابا على اللوحة الساخنة وأضف ملليلترين من محلول OTS إلى الدورق باستخدام ماصة. قم بتغطية الدورق بالزجاج أو اللوحة ، بحيث تكون العينة متجهة لأسفل في الدورق

قم بالمعالجة لمدة 60 دقيقة عند 100 درجة مئوية قبل إزالة العينة من صندوق القفازات. لتصنيع السطح الوظيفي عن طريق حقن مواد التشحيم ، قم بإيداع ما يقرب من 0.2 مل لكل سنتيمتر مربع من سائل الكربون المشبع بالفلور على مجموعة الألياف النانوية المجمعة ذاتيا المطلية ب OTS. راقب عملية ترطيب الكربون المشبع بالفلور باستخدام مجهر بصري بتكبير من خمسة إلى 20 مرة.

أخيرا ، قم بإزالة سائل الكربون المشبع بالفلور الزائد عن طريق وضع العينة في وضع رأسي لبضع ساعات. يتم عرض الهياكل الهجينة النانوية الدقيقة متعددة المقاييس التي تم الحصول عليها من خلال عملية البصمة والتجميع الذاتي المشتق من التبخر هنا. من الصعب قياس زاوية التلامس بسبب الميل المفرط للسطح المصنع.

ومن المثير للاهتمام ، أنه بعد معالجة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية مع وقت كاف ، يتغير مورفولوجيا السطح وقابلية البلل السطحي من المحبة للماء الفائقة إلى الكراهية للماء ، بزاوية تلامس تبلغ 126.8 درجة. علاوة على ذلك ، يمكن زيادة زاوية التلامس إلى 133.6 درجة عن طريق طلاء إضافي للطبقة الأحادية ذاتية التجميع. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الأسطح الهندسية لاستكشاف وظائف السطح وتغيير التشكل مع ظاهرة التجميع الذاتي والمعالجة السطحية المناسبة.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة لتعديل مورفولوجيا السطح وقابليتها للبلل ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على تطبيقات أخرى مثل الأنسجة عبر المشرط ، أو المرشحات البيئية ، أو تعطيل المحفز ، أو مع البصريات المنتشرة ، بسبب هياكلها المسامية على نطاق واسع.