Name: Micropunching Lithographie zur Erzeugung von Mikro-und Submikron-Muster auf Polymersubstrate (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-07-02T08:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 24 s
Description: Lernen Sie die Mikropunching-Lithographie zur schnellen Erzeugung von Mikro- und Submikronmustern auf Polymersubstraten für biomedizinische Anwendungen. Diese Methode ermöglicht die Herstellung von Glukosesensoren ohne aggressive Chemikalien.

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Diese Arbeit wurde zum Teil durch NSFDMI-0508454, NSF / LEQSF (2006)-Pfund-53, NSF-CMMI-0811888 und NSF-CMMI-0900595 Zuschüsse unterstützt.

<ol><li>Menon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conducting+polymers%3A+Nobel+Prize+in+Chemistry%2C+2000%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Science%22%5BJournal%5D)">Conducting polymers: Nobel Prize in Chemistry, 2000.</a> Current Science. 79, 1632(2000).</li>
<li>Inzelt, G., Pineri, M., Schultze, J. W., Vorotyntsev, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+and+proton+conducting+polymers%3A+recent+developments+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Electron and proton conducting polymers: recent developments and prospects.</a> Electrochimica Acta. 45, 2403(2000).</li>
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<li>Chakraborty, A., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+conducting+polymer+microwire+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Microsystem+Technologies%22%5BJournal%5D)">Multiple conducting polymer microwire sensors.</a> Microsystem Technologies. 15, 1737(2009).</li>
<li>Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChakraborty%2C+A+%22Polypyrrole%3A+A+new+patterning+approach+and+applications.+Polypyrrole%3A+Properties%2C+Performance+and+Applications%22">Polypyrrole: A new patterning approach and applications. Polypyrrole: Properties, Performance and Applications</a>. Mason, E. C., Weber, A. P. , Nova Science Publishers, Inc. (2011).</li>
<li>Poddar, R., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+approach+to+fabricate+a+PPy%2Fp-type+Si+heterojunction%5BTitle%5D)+AND+%22Solid-State+Electronics%22%5BJournal%5D)">A novel approach to fabricate a PPy/p-type Si heterojunction.</a> Solid-State Electronics. 50, 1687(2006).</li>
<li>Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLiu%2C+X+%22Generation+of+all-polymeric+diodes+and+capacitors+using+an+innovative+intermediate-layer+lithography.+Progress+in+Solid+State+Electronics+Research%22">Generation of all-polymeric diodes and capacitors using an innovative intermediate-layer lithography. Progress in Solid State Electronics Research</a>. Martingale, J. P. , Nova Science Publishers, Inc. 127-139 (2008).</li>
<li>Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Au+sidewall+micropatterns+using+a+Si-reinforced+PDMS+mold%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+A%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Au sidewall micropatterns using a Si-reinforced PDMS mold.</a> Sensors and Actuators A. 152, 96(2009).</li>
<li>Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+micropatterns+on+the+sidewalls+of+a+thermal+shape+memory+polystyreme+block%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">Fabrication of micropatterns on the sidewalls of a thermal shape memory polystyreme block.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 095025(2010).</li>
<li>Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+micropatterns+on+channel+sidewalls+using+strain-recovery+property+of+a+shape-memory+polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+A%22%5BJournal%5D)">Fabrication of micropatterns on channel sidewalls using strain-recovery property of a shape-memory polymer.</a> Sensors and Actuators A. , Accepted (2011).</li>
<li>Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+supe-hydrophobic+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">Fabrication of supe-hydrophobic channels.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 25029(2010).</li>
<li>Luo, C., Meng, F., Liu, X., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reinforcement+of+PDMS+master+using+an+oxide-coated+silicon+plate%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectronics+Journal%22%5BJournal%5D)">Reinforcement of PDMS master using an oxide-coated silicon plate.</a> Microelectronics Journal. 37, 5(2006).</li>
<li>Luo, C., Garra, J., Schneider, T., White, R., Currie, J., Paranjape, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+ablation+of+PMMA+for+water+release+using+a+microheater%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+A%22%5BJournal%5D)">Thermal ablation of PMMA for water release using a microheater.</a> Sensors and Actuators A. 114, 123(2004).</li>
</ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Informationen zur Fehlerbehebung: Kritische Punkte in Bezug auf Erzeugung von ein-und mehrlagige Mikrostrukturen von leitfähigen Polymeren und Metallen durch das &quot;Schneiden&quot; Operation: (1) Die Temperatur der Prägung sorgt Fließfähigkeit des Zwischen-PMMA-Schicht, die optimale Ergebnisse erzeugt. Es ist ratsam, an der unteren Grenze des Bereiches starten und Temperatur allmählich erhöht, wenn die gewünschten Ergebnisse nicht erreicht werden. Zu hohe Temperaturen kann die leitende Polymerschicht...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> PMMA </td><td> Sigma-Aldrich Co. </td><td> 495C9 </td><td> Das Lösungsmittel ist cholorobenzene. Behandeln PMMA-Lösung unter einer Abzugshaube mit ausreichender Belüftung. Atmen Sie die Dämpfe. Verweisen auf die Sicherheitsdatenblätter zum sicheren Umgang Anweisungen. </td></tr><tr><td> PPy </td><td> Sigma-Aldrich Co. </td><td> - </td><td> 5 Gew.% in Wasser. Wie erhalten verwendet. </td></tr><tr><td> PEDOT-PSS </td><td> HC Starck Co. </td><td> Baytron P HC V4 </td><td> Proprietäre Lösungsmittel. Wie erhalten verwendet. </td></tr><tr><td> Späni </td><td> Sigma-Aldrich Co. </td><td> - </td><td> Wasserlöslicher Form. Wie erhalten verwendet. </td></tr><tr><td> Heißprägemaschine </td><td> JenoptikMikrotechnik Co. </td><td> HEX 01/LT </td><td></td></tr><tr><td> Sputter-Maschine </td><td> Cressington Co. </td><td> 208HR </td><td></td></tr><tr><td> FIB-Maschine </td><td> Zeiss Co. </td><td> Crossbeam FIB 1540 XB </td><td></td></tr><tr><td> Spin Coater </td><td> Headway Reseach Co. </td><td> PWM32-PS-R790 Spinner-System </td><td></td></tr><tr><td> RIE-Maschine </td><td> Technics MicroRIE Co. </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Fotolack </td><td> Shipley Co. </td><td> S1813 </td><td></td></tr><tr><td> PDMS </td><td> Dow Corning </td><td> Sylgard 184 Siliconelastomer Kit </td><td></td></tr><tr><td> HDPE-Folie </td><td> US Plastic Integrieren </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> PMMA-Tafel </td><td> Cyro Co. </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Beidseitig selbstklebende Band </td><td> Scotch Co. </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Einzel-Klebeband </td><td> Delphon Co. </td><td> Ultratape # 1310 </td><td></td></tr><tr><td> Glasmikropipetten </td><td> FHC Co. </td><td> 30-30-1 </td><td></td></tr><tr><td> Beschneiden </td><td> Office Depot Co. </td><td> Papierklammer </td><td></td></tr><tr><td> Luftbefeuchter </td><td> Vicks Co. </td><td> Filter frei Luftbefeuchter </td><td></td></tr></tbody></table>

micropunching lithographie zur erzeugung von mikro-und submikron-muster auf polymersubstrate

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Leitende Polymere sind große Aufmerksamkeit seit der Entdeckung der hohen Leitfähigkeit in dotierten Polyacetylen in 1977 1 angezogen. Sie bieten die Vorteile der niedrigen Gewicht, einfache Anpassung von Eigenschaften und einem breiten Spektrum von Anwendungen 2,3. Aufgrund der Empfindlichkeit von leitfähigen Polymeren auf Umweltbedingungen (zB Luft, Sauerstoff, Feuchtigkeit, hoher Temperatur und chemische Lösungen) präsentieren lithographische Techniken erhebliche technische Herausforderungen bei der Arbeit mit dieser Materialien 4. Zum Beispiel sind aktuelle photolithographischen Methoden, wie ultraviolette (UV), ungeeignet für die Strukturierung der leitfähigen Polymere aufgrund der Beteiligung der nassen und / oder trockene Ätzverfahren in diesen Methoden. Darüber hinaus aktuelle Mikro-/ Nanosysteme in erster Linie eine ebene Form 5,6. Eine Schicht von Strukturen auf den Oberflächen der anderen Schicht hergestellt Features. Mehrere Schichten von diesen Strukturen zusammen mit zahlreichen Geräten auf gestapelt sindeinem gemeinsamen Substrat. Die Seitenwandflächen der Mikrostrukturen nicht bei der Konstruktion verwendet worden. Auf der anderen Seite, könnte Seitenwand Muster verwendet werden, zum Beispiel, um 3-D-Schaltungen zu bauen, zu verändern Fluidik-Kanäle und direkte horizontale Wachstum der Nanodrähte und Nanoröhren. Ein macropunching Methode wurde in der verarbeitenden Industrie angewendet worden, um macropatterns in einem Blech für mehr als hundert Jahren zu schaffen. Motiviert durch diesen Ansatz haben wir eine micropunching Lithographie-Methode (MPL), um die Hindernisse der Strukturierung leitfähiger Polymere und Erzeugung Seitenwand Muster überwinden entwickelt. Wie die macropunching Methode, die MPL enthält auch zwei Operationen (Abb. 1): (i) Schneiden, und (ii) Zeichnung. Die &quot;Schneiden&quot; Operation wurde auf Muster drei leitende Polymere 4, Polypyrrol (PPy), Poly (3,4-ethylenedioxythiophen)-Poly (4-styrolsulfonat) (PEDOT) und Polyanilin (PANI) aufgebracht ist. Es wurde auch verwendet, um zu erstellen Al Mikrostrukturen 7. Die gefertigten Mikrostrukturen von leitfähigen Polymeren haben als Feuchtigkeit 8, chemischen 8, 9 und Glukose-Sensoren eingesetzt. Kombinierte Mikrostrukturen von Al und leitende Polymere wurden verwendet, um Kondensatoren und verschiedenen Heteroübergänge 9,10,11 herzustellen. Das &quot;Schneiden&quot; Operation wurde auch eingesetzt, um Submikron-Muster, wie 100 zu generieren - und 500-nm-weiten PPy Linien sowie 100-nm breiten Au-Drähte. Die &quot;Zeichnung&quot; Operation wurde für zwei Anwendungen eingesetzt: (i) produzieren Au Seitenwand Muster auf Polyethylen hoher Dichte (HDPE) Kanäle, die für den Aufbau 3D-Mikrosystemen 12,13,14 verwendet werden könnten, und (ii) fabrizieren Polydimethylsiloxan (PDMS) Mikrosäulen auf HDPE Substrate zur Erhöhung der Kontaktwinkel des Kanals 15.

Ein micropunching Lithographie Ansatz wurde entwickelt, um Mikro-und Submikron-Muster auf der Oberseite, Seitenwand-und Bodenflächen der Polymer-Substraten zu erzeugen. Sie überwindet die Hindernisse der Strukturierung leitfähiger Polymere und Erzeugung Seitenwand Muster. Diese Methode ermöglicht eine schnelle Fertigung von mehreren Funktionen und ist frei von aggressiven Chemie.

Micropunching Lithographie zur Erzeugung von Mikro-und Submikron-Muster auf Polymersubstrate

Leitfähige Polymere haben seit der Entdeckung der hohen Leitfähigkeit in dotiertem Polyacetylen im Jahr 1977 große Aufmerksamkeit erregt. Sie bieten die Vorteile von ...

Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit besteht darin, Mikro- und Submikrometerstrukturen auf den oberen Seitenwänden und unteren Flächen eines Polymerträgers für verschiedene Anwendungen zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem zunächst Zwischen- und Zielpolymer-Schichten auf einer starren Oberfläche beschichtet werden. Anschließend werden scharfkantige und gerundete Formstrukturen hergestellt und verwendet, um den Träger oberhalb der Glastemperatur des Zwischenpolymers, die unterhalb der Schmelztemperatur des Zielpolymers liegt, einzuprägen.Nachdem das Substrat abgekühlt ist, wird die Form entfernt und mikro- sowie submikronale Strukturen werden auf den Oberflächen der Polymer-Substrate sichtbar. Die biomedizinischen Anwendungen der Mikrostanzlithografie stehen an erster Stelle. Die mittels Schneidoperation erzeugten PPY-Mikrobiome werden zur Glukosemessung verwendet.Zweitens können die mit dem Zeichnen erzeugten HDP-Kanäle als mikrofluidische Kanäle in Lab-auf-Chip-Vorrichtungen verwendet werden, um die Fluidströmungsreibung zu verringern. Bei diesem Verfahren wird ein Silikon-Substrat, das mit einem Zwischenpolymer und einem zu druckenden Material beschichtet ist, über der Glastempe

micropunching-lithography-for-generating-micro-submicron-patterns-on

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Selbstorganisierte Monoschichten (SAMs) aus langkettigen Alkan Thiolen auf Gold gebildet ist gut definierten Substraten für die Bildung von Protein-Muster-und Zell-Entbindung. Mikrokontaktdruck von Hexadecanthiol mit einem Polydimethylsiloxan (PDMS)-Stempel durch Verfüllung mit folgten einem Glykol-terminierte Alkanthiol Monomer erzeugt ein Muster, bei dem Protein und Zellen adsorbieren nur den Stempel Hexadecanthiol Region.

Erstellen Zweidimensionale Patterned Substrate für Protein-und Zell-Confinement

Hier präsentieren wir ein Protokoll, das einen schimmelfreien Herstellungsprozess der polymeren Mikronadeln durch Photolithographie beschreibt.

Polymeren Mikronadelanordnung Fabrication durch Photolithographie

Es wird ein Protokoll zur Herstellung einer großen Fläche von nanostrukturiertem Substrat aus kleinen nanostrukturierten Formen zur Untersuchung der nanotopographischen Modulation des Zellverhaltens vorgestellt.

Der Ausbau nano Substraten Stichtechnik für Nanotopographical Modulation des Zellverhaltens

Dieser Bericht beschreibt eine einfache, leicht durchzuführende Technik, die Niederdruckvakuum verwendet, um mikrofluidische Kanäle mit Zellen und Substraten für die biologische Forschung zu füllen.

Eine vielseitige Methode von Patterning Proteinen und Zellen

Oberfläche Herstellungsmethoden für gemusterte Ablagerung von Nanometer dicken Pinsel oder Mikrometer dick, querverbunden Filme von einer Azlactone-Block-Copolymer werden gemeldet. Kritischen experimentellen Schritte, repräsentative Ergebnisse und Grenzen der einzelnen Methoden werden diskutiert. Diese Methoden sind hilfreich für die Erstellung von funktionaler Schnittstellen mit maßgeschneiderten Körpermerkmale und einstellbaren Oberfläche Reaktivität.

Herstellung von reaktiven Oberflächen mit Pinsel-Like und querverbunden Filme von Azlactone funktionalisiert Block-Copolymere

Dieses Protokoll führt eine lithographiefreie Mikromustermethode ein, die einfach und zugänglich für Personen mit einem begrenzten Bioengineering-Hintergrund ist. Diese Methode verwendet maßgeschneiderte lasergeschnittene Schablonen, um extrazelluläre Matrixproteine in einer Form von Interesse für die Modulation von Zellmorphologien mikromustern zu lassen. Das Verfahren zur Mikromusterung wird mit induzierten pluripotenten Stammzellabgeleiteten Kardiomyozyten demonstriert.

Einfache Lithographie-freie Einzelzell-Mikromusterung mit Laser-Cut Schablonen

Das hier vorgestellte Protokoll ermöglicht die automatisierte Herstellung von Mikromustern, die die Zellform standardisieren, um Zytoskelettstrukturen in Säugetierzellen zu untersuchen. Diese benutzerfreundliche Technik kann mit handelsüblichen Bildgebungssystemen eingerichtet werden und erfordert keine spezielle Ausrüstung, die für Standard-Zellbiologielabore unzugänglich ist.

Kontrolle der Zellgeometrie durch Laser Assisted Micropatterning

Wir beschreiben Verbesserungen an einer Standardmethode zur Messung zellulärer Zugkräfte, die auf dem Mikrokontaktdruck mit einem einzigen subtraktiven Musterungsschritt von Punktarrays extrazellulärer Matrixproteine auf weichen Hydrogelen basiert. Diese Methode ermöglicht eine einfachere und konsistentere Herstellung von Inselmustern, die für die Steuerung der Zellgruppenform unerlässlich sind.

Mustergenerierung für die Mikromuster-Traktionsmikroskopie

Es wird ein Verfahren zur Auferlegung der Oberflächentopographie von lichtabsorbierenden Polymerverbundwerkstoffen, insbesondere magnetoaktiven Elastomeren (MAEs), mittels Lasermikrobearbeitung vorgestellt. Diese Methode ermöglicht eine große Flexibilität bei topografischen Entwürfen und Rapid Prototyping. Ein Beispiel für die Strukturierung von MAE-Oberflächen, die Charakterisierung und ihre Reaktion auf das externe Magnetfeld wird demonstriert.

Lasermikrobearbeitung für das Design der Polymeroberflächentopographie

Wir berichten über eine einfache Methode zur Herstellung einer Ultrahochvakuum Dichte Anordnung von vertikal bestellt kleinen molekularen organischen Nanodrähte. Diese Methode ermöglicht eine Synthese von komplexen heterostructured Hybrid Nanodraht Geometrien, die kostengünstig auf beliebigen Substraten gezüchtet werden können. Diese Strukturen haben potentielle Anwendungen in der organischen Elektronik, Optoelektronik, chemischen Sensorik, Photovoltaik und Spintronik.

Ultrahigh Density Array von vertikal ausgerichteten Klein-molekulare organische Nanodrähte auf beliebige Untergründe

Lernen Sie die Mikropunching-Lithographie zur schnellen Erzeugung von Mikro- und Submikronmustern auf Polymersubstraten für biomedizinische Anwendungen. Diese Methode ermöglicht die Herstellung von Glukosesensoren ohne aggressive Chemikalien.

Micropunching Lithographie zur Erzeugung von Mikro-und Submikron-Muster auf Polymersubstrate

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