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Polidimetilsiloxano (PDMS) de silicona es un material ampliamente utilizado con muchas aplicaciones de fabricación y de investigación. Es el calor y resistente al agua, eléctricamente aislante hidrofóbico, gas permeable, alimentario, biocompatible y flexible con un cociente de Poisson casi ideal. Además, puede fácilmente servir como anfitrión para varias moléculas funcionales, ha añadido antes o después de curar1,2. Su superficie es fácilmente modificable por UVO, plasma de oxígeno o la descarga de Corona para cambiar su hidrofobicidad e inducir a corto plazo uno mismo-adherencia3,4,5. En particular, también se ha utilizado en microfluídica6.
Filamentos de PDMS son particularmente útiles en la producción de tejidos de alta área de superficie de silicona, silicona fibra sensores7y materiales de fabricación aditiva a base de silicona (impresión 3D). En nuestros laboratorios, utilizamos hydrophobically con filamentos de PDMS como una plataforma para estudiar el plegamiento. El equipo estudia estadísticas conformacional del filamento en un ambiente acuoso a través de una excitación acústica atérmico y sistema de imagen divulgado previamente8.
Formando filamentos de alta relación de aspecto de PDMS via tradicional-bastidor de la forma es un reto. Filamentos tienen grandes relaciones superficie-volumen superficiales, que complica la liberación de los moldes9. Los investigadores han tenido éxito recubrimiento PDMS con polímeros portador de electrospinning continua en nanoescala filamentos10,11,12, aunque los filamentos resultantes no son puro PDMS.
El método de fabricación predominante para producir filamentos de macroescala con otros materiales consiste en sacar un líquido viscoso de una presa a través de un poro. Normalmente, el líquido viscoso es un termoplástico o un vidrio que es líquido a altas temperaturas en el depósito y se enfría en un filamento sólido (a menudo amorfo) mientras se dibuja hacia fuera a través de una chimenea. Este proceso se denomina melt spinning, y es incompatible con PDMS porque PDMS no exhibe largo alcance fluidez en fusión. Bloque copolímeros de silicona y alfa-metil estireno se han demostrado para producir filamentos a través de derretimiento spinning, pero otra vez, los filamentos resultantes no son puro PDMS13.
El método que describiremos aquí es similar a derretir-spinning, excepto la temperatura relativa del embalse y la chimenea están cambiados. El PDMS es líquido en un depósito de temperatura ambiente, ya que no ha completado todavía Cross-linking. La viscosidad de los PDMS varía en las reticulaciones de aceite de silicona con un agente endurecedor, un proceso que puede acelerarse térmicamente. Antes de colocar en el depósito, Calentamos el PDMS curado hasta alcanzar una viscosidad conveniente para largo goteo de gravedad, luego cura posterior por goteo a través de un horno de tubo caliente en la chimenea. El enfoque es algo comparable a "seco-spinning", en la que polímeros se disuelven en solventes volátiles que se evaporan durante el dibujo.
A nuestro conocimiento, el único método reportado de producir filamentos largos de PDMS pura es nuestra anterior publicación8 . El método introducido aquí es una mejora significativa sobre el enfoque original, con la intención de reducir al mínimo el arte del proceso. En particular, mediante la medición de la viscosidad durante la etapa de pre-curado y períodos de enfriamiento tiempo, somos capaces de informar una ventana experimentalmente accesible de entallabilidad de filamento. También presentamos un medio de producir modificaciones superficie repetibles, localizadas en lo filamentos a través de un controlado por Arduino corona dibujos sistema, que permite modelar hidrofóbico longitudinal a lo largo del filamento.