Fabricación de superficies reactivas con cepillo y reticulado de copolímeros de bloque funcionalizados Azlactone

Resumen

Métodos de fabricación de superficie para depósito con motivos de nanómetro gruesos pinceles o micrones espesor, películas del reticulado de un copolímero de bloque de azlactone se divulgan. Se discuten los pasos experimentales críticos resultados representativos y limitaciones de cada método. Estos métodos son útiles para crear interfaces funcionales con características físicas a medida y regulable reactividad superficial.

Resumen

En este papel, métodos de fabricación que generan superficies nuevas utilizando el copolímero de bloque base de azlactone, poli (Glicidil Metacrilato) -bloque- poli (vinilo azlactone de dimetil) (PGMA -b- PVDMA), se presentan. Debido a la alta reactividad de azlactone grupos amina, tiol y grupos hidroxilo, pueden modificarse PGMA -b- PVDMA las superficies con moléculas secundarias para crear interfaces de química o biológicamente funcionalizadas para una variedad de aplicaciones. Informes anteriores de modelado PGMA -b- PVDMA interfaces han utilizado técnicas tradicionales patrones de arriba-abajo que generan no uniforme películas y químicos de fondo mal controlada. Aquí, describimos técnicas diseño modificado para requisitos particulares que precisa depósito de altamente uniformes PGMA -b- PVDMA películas en fondos que son químicamente inertes o que tienen propiedades de repelente de biomoléculas. Lo importante, estos métodos están diseñados para depósito PGMA -b- PVDMA películas de una manera que preserva completamente azlactone de funcionalidad a través de cada paso de proceso. Con motivos de películas muestran espesores controlados que se corresponden con cepillos de polímero (~ 90 nm) o a las estructuras altamente reticulado (~ 1-10 μm). Motivos de pincel se generan usando ya sea el despegue de parileno o interfaz indica métodos de montaje descritos y son útiles para la modulación precisa de la reactividad superficial general química ajustando bien el PGMA -b- PVDMA patrón densidad o la longitud del bloque de VDMA. En contraste, el grueso, reticulado PGMA -b- PVDMA patrones se obtienen utilizando una técnica de impresión modificada para requisitos particulares de microcontacto y ofrecen la ventaja de mayor carga o captura de material secundario debido a la mayor área superficial a los cocientes del volumen. Se discuten pasos experimentales detallados, caracterizaciones de la película crítica y guías de solución de problemas para cada método de fabricación.

Introducción

Desarrollar técnicas de fabricación que permiten control versátil y preciso funcionalidad superficial químico y biológico es conveniente para una variedad de aplicaciones, desde la captura de contaminantes del medio ambiente para el desarrollo de próxima generación biosensores, implantes y dispositivos^1,2de ingeniería de tejidos. Polímeros funcionales son excelentes materiales para el ajuste de propiedades de superficie a través de "injerto de" o "injerto" para técnicas³. Estos enfoques permiten control de reactividad superficial basada en la funcionalidad química del monómero y peso mo....

Protocolo

1. PGMA -b- PVDMA síntesis²⁰

1. Síntesis del agente de transferencia de la macro cadena PGMA (Macro-CTA)
   1. Use una flask reacción de fondo redondo de 250 mL, equipado con una barra de agitación magnética cubierta de politetrafluoroetileno.
   2. Combinar 14,2 g de Glicidil Metacrilato GMA (142.18 g/mol) con 490,8 mg de 2-ciano-2-propilo dodecil trithiocarbonate (CPDT) (346.63 g/mol) y 87,7 mg de 2, 2 '-azobis (4-metoxi-2, 4-Dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (fracción molar de CPDT: V-70 = 5:1) y el benceno (100 mL) en el aire libre ronda matraz de fondo.
   3. Desgasificar la mezcla de reacción utilizan....

Resultados

Mediciones de ángulo de contacto pueden utilizarse para evaluar el functionalization del silicio con el PGMA-b-PVDMA. La figura 1 muestra el ángulo de contacto del sustrato de silicio durante las etapas de procesamiento diferentes. Comportamiento hidrofílico del sustrato de silicio de plasma limpiado se muestra en la figura 1B. El ángulo de contacto después de que vuelta de polímero capa y recocido es 75° ± 1°(figura

Discusión

Este artículo presenta tres enfoques para patrones PGMA -b- PVDMA, cada uno con su conjunto de ventajas y desventajas. El método de despegue de parylene es un método versátil para patrones de copolímeros de bloque en el micro a escala nanométrica resolución y se ha utilizado como una máscara de la deposición en otros patrones sistemas^33,34,35. Debido a su adherencia superficial relativamente débil, la plantilla de paril.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Material
, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich		459844-HCL
, 1,019 N en H2O	Fluka Analytical
318949-Acetona, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich	320110-Benceno
, ≥ 99,9%	Sigma-Aldrich	270709	-
Isopropanol, reactivo ACS, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich	190764
Hexano	Fisher Químico	H292-4-Argón
	Matheson Gas
G1901175-Tetrahidrofurano (THF), ≥ 99,9%	Sigma-Aldrich
401757-Plurónico F-127	Sigma-Aldrich
(PDMS) Slygard 184	Dow Corning		4019862-Tricloro
(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silano (TPS), 97%	Sigma-Aldrich	448931	Es tóxico. Trabaje con él bajo el capó
Cloroformo anhidro, ≥ 99%	Sigma-Aldrich		372978-Positive
PhotoResist AZ1512	MicroChemicals	AZ 1512	líquido rojo ámbar, densidad 1.083 g/cm3, el paso de recubrimiento por centrifugación debe realizarse debajo del capó
Revelador AZ 300 MIF	MicroChemicals	AZ300 MIF	líquido transparente e incoloro con ligero olor a amina y densidad de 1 g/cm3
1,2-Vinil-4,4-dimetil azlactona (VDMA)	Isochem North America, LLC
tritiocarbonato (CPDT)	Sigma-Aldrich
723037-2,2′-Azobis (4metoxi-2,4-dimetil valeronitrilo) (V-70)	Wako Specialty Chemicals	CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8-Parylene
N	Specialty Coating Systems	15B10004	-
Name	Company	Número de catálogo	Comentarios
>Equipo
Parylene Coater	Sistemas de recubrimiento especializado	SCS Labcoater (PDS 2010)	-
Sistema de alineación de máscaras	Neutronix Quintel	NXQ8000	-
Grabador de plasma	de oxígeno Oxford Instruments	Plasma Lab System 100	Perfilómetro de
superficie	Veeco	Dektak 150	tipo escaneo era de colina estándar. La duración y la fuerza de la exploración fueron de 120 s y 1 mg, respectivamente.
Microscopio vertical de campo claro	Olympus Corporation	BX51-Plasma	de
oxígeno  Limpiador	Harrick Plasma	PDC-001-HP-Espectroscopía	infrarroja de
reflectancia total atenuada por transformada de Fourier (ATR-FTIR)	Perkin Elmer	ATR-FTIR 100
AFM)Microscopio	fuerza atómica PicoPlus Picoplus		Veeco MLCT-E voladizos con una constante de resorte de 0,5 N/m. Las velocidades de escaneo variaron entre 0,25 y 1 Hz.
Microscopía electrónica de barrido (SEM)	Hitachi Science Systems Ltd., Tokio, Japón	-	-Estación de
trabajo de herramientas rotativas	Dremel	modelo 220-01-Spin
Coater	Smart Coater	SC100-Horno
de vacío	Yamato Scientific Co.	PCD-C6(5)000)	-
Cromatografía de exclusión por tamaño (SEC)	Waters Alliance 2695 Módulo de separaciones	720004547EN-Detector	de
índice de refracción (RI)	Waters	modelo 2414-Detector
de matriz de fotodiodos	Waters	modelo 2996,	de
dispersión de luz multiángulo 716001286 (MALS)	Tecnología Wyatt	miniDAWN TREOS II-Viscosímetro
	Wyatt Technology	Viscostar-PLgel
5 y micro; m columnas mixtas-C (300 x 7,5 mm)	Agilent	5 y micro; m Columnas mixtas
C-Elipsómetro	J. A. Woollam	alpha-SE	modelo Cauchy, las capas de PGMA y PVDMA tuvieron índices de refracción de 1,50 y 1,52 a 632 nm
Sonicador ultrasónico	Fischer Scientific	FS-110H	-

P2443-Polidimetilsiloxano VDMA-2-ciano-2-propildodecil Microscopía de fuerza atómica (AFM) ( de detector