Name: Multiescala estructuras agregadas por nanofibras impreso para superficies funcionales (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-11T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 14 s
Description: Aprende a fabricar estructuras nano-micro multiescala mediante impresión con filtros de óxido de aluminio anódico y autoagregación de nanofibras. Este método acelera la producción de superficies funcionales con propiedades controlables de mojabilidad.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Este material está basado en trabajo apoyado por el programa de investigación de ciencia básica a través de la nacional investigación Fundación de Corea (NRF) financiado por el Ministerio de ciencia, TIC y futuro planificación (NRF-2017R1A2B4008053) y el (Ministerio de comercio, industria y energía MOTIE, Corea) bajo tecnología Industrial Innovación Programa Nº 10052802 y el Instituto de Corea para el avance de la tecnología (KIAT) a través del programa de fomento para las industrias de la región de cooperación económica (N0002310).

1. fabricación de Nano-Micro estructura multiescalar superficie utilizando un filtro AAO (figura 1)
<ol><li>Comprar un filtro AAO con tamaño de poro, altura y diámetro de 200 nm, 60 μm y 25 mm, respectivamente.</li>
	<li>1.2. limpiar la superficie de la película de polietileno tereftalato (PET) con un grosor de 100 μm a usar acetona 99.8% y alcohol isopropílico (IPA) con 99.9% por 5 min y totalmente seco durante 3 minutos, utilizando una pistola de aire.</li>
	<li>La película de PET en una superficie plana sin contaminantes y añadir una gota de 0,1 mL de acrilato de poliuretano UV-curable (PUA)-tipo de resina con una viscosidad de 257,4 cPs sobre la superficie.</li>
	<li>Coloque el filtro de la AAO en la resina y presionar uniformemente, utilizando un rodillo de caucho con un diámetro de 32 mm. La difusión de la resina se confirma visualmente, por lo que el rodillo se debe varias veces y con cuidado empujar al pulsar. PRECAUCIÓN: El filtro de la AAO es frágil y puede romperse si se aplica una fuerza excesiva.</li>
	<li>Después de rodar, exponer la muestra con el filtro PET y AAO (junto con la resina) a los rayos UV con una longitud de onda de 365 nm de 30 s para curar la resina.</li>
	<li>Sumerja la muestra curada en 100 mL de solución de NaOH de 2 M durante 10 minutos para disolver el filtro. Nota: Las imágenes de SEM muestran la sección transversal y la superficie de la estructura (figura 2).</li>
	<li>Limpiar a la muestra con agua desionizada y secar completamente durante 3 minutos, utilizando una pistola de aire. Nota: El análisis EDX confirmó que Na y Al no fueron detectados y eran totalmente al ácido (figura 3).</li>
</ol>2. los tratamientos superficiales
<ol><li>Tratamiento de ozono UV</li>
	<li>Limpiar a la muestra con nano-micro estructuras multiescala usando IPA y DI el agua durante 5 minutos, luego secarlo utilizando una pistola de aire por 3 minutos.</li>
	<li>Irradiar a la parte de las estructuras multiescala de la muestra (el lado con estructuras multiescala) con los rayos UV (longitud de onda de 185-254 nm) de 60 minutos. Nota: El equipo de ozono UV tiene una intensidad de 25 mW/cm2.</li>
	<li>Octadecyltrichlorosilane (OTS) uno mismo-Asamblea</li>
	<li>Coloque una placa dentro de la guantera y mantener un ambiente de2 N para un proceso de deposición de vapor.</li>
	<li>Fijar el borde de la muestra en un vidrio o placa plana con cinta adhesiva. Asegúrese de que el tamaño de la placa o cristal es lo suficientemente grande como para cubrir la parte superior de un vaso de precipitados (con 8 mm de diámetro y 13 mm de altura).</li>
	<li>Coloque el vaso sobre la placa caliente con 5 "x 7" y añadir 2 mL de solución de OTS en el vaso con una pipeta.</li>
	<li>Cubrir el vaso con el cristal o la placa de cara, con la muestra hacia abajo en el vaso.</li>
	<li>Proceso por 60 min a 100 ° C, luego retire el espécimen de la guantera. Nota: Después del proceso de recubrimiento de OTS, el vaso y la caja de guante deben limpiarse.</li>
</ol>3. fabricación de superficie funcional mediante la inyección de lubricantes
<ol><li>Aproximadamente 0.2 mL de depósito de líquido perfluorocarbono (PFC) sobre la OTS-revestido uno mismo-agregado Asamblea de nanofibras.</li>
	<li>Observar el proceso de adherencia de soldadura de PFC utilizando un microscopio óptico con una lente objetivo 5 X X-20.</li>
	<li>Retire el exceso de líquido PFC colocando las muestras en posición vertical durante unas horas.</li>
</ol>

<ol><li>Elghanian, R., Storhoff, J. J., Mucic, R. C., Letsinger, R. L., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+colorimetric+detection+of+polynucleotides+based+on+the+distance-dependent+optical+properties+of+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles.</a> Science. 277, 1078-1081 (1997).</li>
<li>Berdichevsky, Y., Lo, Y. H. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.200501621">Polypyrrole nanowire actuators.</a> Advanced Materials. 18, 122-125 (2006).</li>
<li>Mitchell, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smart+nanotubes+for+bioseparations+and+biocatalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Smart nanotubes for bioseparations and biocatalysis.</a> Journal of the American Chemical Society. 124, 11864-11865 (2002).</li>
<li>Nicewarner-Pena, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Submicrometer+metallic+barcodes%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Submicrometer metallic barcodes.</a> Science. 294, 137-141 (2001).</li>
<li>Dersch, R., Steinhart, M., Boudriot, U., Greiner, A., Wendorff, J. H. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pat.568">Nanoprocessing of polymers: applications in medicine, sensors, catalysis, photonics.</a> Polymers for Advanced Technologies. 16, 276-282 (2005).</li>
<li>Baker, L. A., Jin, P., Martin, C. R. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10408430500198169">Biomaterials and biotechnologies based on nanotube membranes.</a> Critical reviews in solid state and materials sciences. 30, 183-205 (2005).</li>
<li>Xiang, H., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma049299m">Block copolymers under cylindrical confinement.</a> Macromolecules. 37, 5660-5664 (2004).</li>
<li>Fei, G., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ra/c3ra43640c">Electro-activated surface micropattern tuning for microinjection molded electrically conductive shape memory polyurethane composites.</a> RSC Advances. 3, 24132-24139 (2013).</li>
<li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretchable+and+transparent+electrodes+based+on+in-plane+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Stretchable and transparent electrodes based on in-plane structures.</a> Nanoscale. 7, 14577-14594 (2015).</li>
<li>Kim, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wearable+smart+sensor+systems+integrated+on+soft+contact+lenses+for+wireless+ocular+diagnostics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Wearable smart sensor systems integrated on soft contact lenses for wireless ocular diagnostics.</a> Nature Communications. 8, 14997(2017).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wearable%2C+wireless+gas+sensors+using+highly+stretchable+and+transparent+structures+of+nanowires+and+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Wearable, wireless gas sensors using highly stretchable and transparent structures of nanowires and graphene.</a> Nanoscale. 8, 10591-10597 (2016).</li>
<li>An, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+printing+of+3D+structures+using+an+electrohydrodynamic+inkjet+with+multiple+functional+inks%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">High-resolution printing of 3D structures using an electrohydrodynamic inkjet with multiple functional inks.</a> Advanced Materials. 27, 4322-4328 (2015).</li>
<li>Kim, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully-integrated%2C+bezel-less+transistor+arrays+using+reversibly+foldable+interconnects+and+stretchable+origami+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Fully-integrated, bezel-less transistor arrays using reversibly foldable interconnects and stretchable origami substrates.</a> Nanoscale. 8, 9504-9510 (2016).</li>
<li>Zhao, Y. S., Zhan, P., Kim, J., Sun, C., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterned+growth+of+vertically+aligned+organic+nanowire+waveguide+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22American+Chemical+Society+Nano%22%5BJournal%5D)">Patterned growth of vertically aligned organic nanowire waveguide arrays.</a> American Chemical Society Nano. 4, 1630-1636 (2010).</li>
<li>Kuo, C. W., Shiu, J. Y., Chen, P. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm0343249">Size-and shape-controlled fabrication of large-area periodic nanopillar arrays.</a> Chemistry of Materials. 15, 2917-2920 (2003).</li>
<li>Lee, S. B., Koepsel, R., Stolz, D. B., Warriner, H. E., Russell, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+biocidal+nanotubes+from+a+single-chain+diacetylene+amine+salt%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of biocidal nanotubes from a single-chain diacetylene amine salt.</a> Journal of the American Chemical Society. 126, 13400-13405 (2004).</li>
<li>Gibson, J. M. <a target="_blank" href="https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/1.881964">Reading and writing with electron beams.</a> Physics Today. 50, 56-61 (1997).</li>
<li>Kramer, N., Birk, H., Jorritsma, J., Schönenberger, C. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.113230">Fabrication of metallic nanowires with a scanning tunneling microscope.</a> Applied Physics Letters. 66, 1325-1327 (1995).</li>
<li>Jiang, P., Bertone, J. F., Colvin, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lost-wax+approach+to+monodisperse+colloids+and+their+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A lost-wax approach to monodisperse colloids and their crystals.</a> Science. 291, 453-457 (2001).</li>
<li>Steinhart, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+nanotubes+by+wetting+of+ordered+porous+templates%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Polymer nanotubes by wetting of ordered porous templates.</a> Science. 296, 1997(2002).</li>
<li>Hong, S. H., Hwang, J., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Replication+of+cicada+wing%27s+nano-patterns+by+hot+embossing+and+UV+nanoimprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Replication of cicada wing's nano-patterns by hot embossing and UV nanoimprinting.</a> Nanotechnology. 20, 385303(2009).</li>
<li>Han, K. S., Shin, J. H., Yoon, W. Y., Lee, H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024810002540">Enhanced performance of solar cells with anti-reflection layer fabricated by nano-imprint lithography.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 95, 288-291 (2011).</li>
<li>Choo, S., Choi, H. J., Lee, H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X1400038X">Replication of rose-petal surface structure using UV-nanoimprint lithography.</a> Materials Letters. 121, 170-173 (2014).</li>
<li>Yu, Z., Chou, S. Y. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl034947l">Triangular profile imprint molds in nanograting fabrication.</a> Nano Letters. 4, 341-344 (2004).</li>
<li>Hirai, Y., Harara, S., Isaka, S., Kobayashi, M., Tanaka, Y. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.41.4186/pdf">Nano-Imprint lithography using replicated mold by Ni electroforming.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 41, 4186(2002).</li>
<li>Kim, J. H., Cho, Y. T., Jung, Y. G. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12541-016-0110-0">Selection of absorptive materials for non-reflective wire grid polarizers.</a> International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 17, 903-908 (2016).</li>
<li>St˛epniowski, W. J., Salerno, M. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/271013437_Fabrication_of_nanowires_and_nanotubes_by_anodic_alumina_template-assisted_electrodeposition">Fabrication of nanowires and nanotubes by anodic alumina template-assisted electrodeposition.</a> Manufacturing Nanostructures. 12, 321-357 (2014).</li>
<li>Sousa, C. T., et al. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4893546">Nanoporous alumina as templates for multifunctional applications.</a> Applied Physics Reviews. 1, 031102(2014).</li>
<li>Hong, S. H., Bae, B. J., Lee, H., Jeong, J. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167931710000031">Fabrication of high density nano-pillar type phase change memory devices using flexible AAO shaped template.</a> Microelectronic Engineering. 87, 2081-2084 (2010).</li>
<li>Schwirn, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-ordered+anodic+aluminum+oxide+formed+by+H2SO4+hard+anodization%5BTitle%5D)+AND+%22American+Chemical+Society+Nano%22%5BJournal%5D)">Self-ordered anodic aluminum oxide formed by H2SO4 hard anodization.</a> American Chemical Society Nano. 2, 302-310 (2008).</li>
<li>Lee, P. S., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm051855j">Vertically aligned nanopillar arrays with hard skins using anodic aluminum oxide for nano imprint lithography.</a> Chemistry of Materials. 17, 6181-6185 (2005).</li>
<li>Lopes, M. C., de Oliveira, C. P., Pereira, E. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468608001606">Computational modeling of the template-assisted deposition of nanowires.</a> Electrochimica Acta. 53, 4359-4369 (2008).</li>
<li>Choi, M. K., Yoon, H., Lee, K., Shin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+fabrication+of+asymmetric+high-aspect-ratio+polymer+nanopillars+by+reusable+AAO+templates%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Simple fabrication of asymmetric high-aspect-ratio polymer nanopillars by reusable AAO templates.</a> Langmuir. 27, 2132-2137 (2011).</li>
<li>Kim, Y. S., Lee, K., Lee, J. S., Jung, G. Y., Kim, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoimprint+lithography+patterns+with+a+vertically+aligned+nanoscale+tubular+carbon+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Nanoimprint lithography patterns with a vertically aligned nanoscale tubular carbon structure.</a> Nanotechnology. 19, 365305(2008).</li>
<li>Chen, G., Soper, S. A., McCarley, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-standing%2C+erect+ultrahigh-aspect-ratio+polymer+nanopillar+and+nanotube+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Free-standing, erect ultrahigh-aspect-ratio polymer nanopillar and nanotube ensembles.</a> Langmuir. 23, 11777-11781 (2007).</li>
<li>Jeong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=20734352&AN=124346307&h=ZyTlM%2Fbgani09GPX%2F%2FKZxrWdPlwjtkNABPQmXyGXjUuCge8y15hfMlZ7PckMzdxzFIkHqdZh80%2B7vwwhFkDdPQ%3D%3D&crl=c">Fabrication of Nano-Micro Hybrid Structures by Replication and Surface Treatment of Nanowires.</a> Crystals. , (2017).</li>
</ol>

Los autores tienen intereses financieros que compiten a revelar.

El paso clave en la fabricación de la Asamblea de nanofibras por agregados es asegurar que el filtro AAO frágil no se rompe al aplicar la resina con los rodillos de goma. De hecho, debe garantizarse que el filtro de la AAO no rompe en cualquier momento antes del paso de grabado. Porque el filtro de la AAO es 25 mm de diámetro, el tamaño del sustrato es aproximadamente de 30 x 30 mm.
La Asamblea de nanofibras auto agregada nos permite ofrecer diversas superficies funcionales mediante el tratami...

Nanoescala textura estructuras tales como nanopartículas, nanotubos y nanofibras han atraído la atención de la comunidad científica, como demuestran características únicas en diversas aplicaciones, incluyendo eléctrico, biomédico, óptico y superficie Ingeniería1,2,3,4,5,6,7,8. En particular, nanofibras son ampliamente utilizados en elástico y transparente electrodos9, sensores vestibles10,11, interconexiones12,13y aplicaciones de nano-óptica 14. entre los distintos métodos de fabricación de estructuras a nanoescala, como métodos sol-gel, autoensamblaje, litografía y replicación15,16,17,18, 19,20, replicación directa mediante una plantilla se considera actualmente un método prometedor porque es simple, rentable y aplicable a diversos materiales curables21,22 , 23 , 24 , 25 , 26.
Debido a su estructura multiescalar tener un gran número de poros de nano-escala y altura de micro escala, AAO es ampliamente utilizada como plantilla para la fabricación de nanofibras y nanotubos con una alta proporción de28,27,29 , 30. sin embargo, debido a la tensión superficial en el tal alto cociente de aspecto, nanofibras tienden a agregar fácilmente31,32,33. La investigación existente ha demostrado que nanofibras de tener una relación de aspecto mayor que 15:1 no pare pero en lugar de otro agregado, mientras que los que tienen una relación de menos de 5:1 son individualmente aislados sin agregación33,34. Fuerza capilar y la tensión superficial juegan un papel importante en la extracción de alúmina usando un grabador, que es uno de los procesos durante la fabricación de nanofibras. Cuando aumenta la proporción de aspecto, tensión superficial entre las nanofibras tiende a sacarlos más cerca uno al otro, provocando la agregación. Varios estudios se han centrado sobre los métodos para prevenir dicha agregación35, que se observa particularmente en polímero y nanofibras metálico. Entre estos, hidratación de la superficie de nanofibras puede reducir la aglomeración porque cuando un líquido ocupa los espacios entre las nanofibras, disminuye la tensión superficial. Además, el método de liofilización también puede reducir la agregación disminuyendo la tensión superficial entre las nanofibras. Sin embargo, a pesar de varios esfuerzos, el alisado de nanofibras con un colmo cociente de aspecto sigue siendo un desafío.
Para ello, se presenta un método único para la fabricación de estructuras multiescala de nanofibras enredado explotando el fenómeno de agregación de una manera positiva. Aquí, la estructura de nanofibras se imprime usando un filtro AAO y poliuretano-acrilato (PUA)-tipo de resinas con una viscosidad de 257.4 cP. Después de realiza la litografía de impresión de nano de ultravioleta (UV-NIL), el molde está grabado con una solución de NaOH. Para caracterizar las estructuras propuestas multiescala, investigamos el comportamiento del patrón de la muestra con nanofibras de agregados y la humectabilidad superficial después del tratamiento de ozono UV y tratamientos superficiales adecuados como capa con una monocapa uno mismo-montado . Además, proponemos que la superficie porosa multi-escala puede convertirse simplemente en una superficie resbaladiza, mediante un proceso de infusión de lubricante.

<table><tbody><tr><td>MINS 511RM</td><td>Minuta Tech</td><td></td><td>Resina curable UV</td></tr><tr><td>Octadeciltriclorosilano (OTS)</td><td>Aldrich</td><td></td><td>Tratamiento</td></tr><tr><td>de superficies Oxidanuro de sodio</td><td>SAMCHUN</td><td></td><td>Solución de grabado</td></tr><tr><td>Anopore Membranas inogánicas</td><td>Whatman</td><td></td><td>25mm/0.2&micro; m</td></tr><tr><td>MT-UV-A 47</td><td>Meiji Techno</td><td></td><td>Equipo de curado UV</td></tr><tr><td>UVC-30</td><td>Jaesung Engineering</td><td></td><td>Equipo de tratamiento UVO</td></tr><tr><td>Smart Drop Plus</td><td>FEMTOFAB</td><td></td><td>Medición del ángulo de contacto</td></tr><tr><td>Fluorinert FC-70</td><td>3M</td><td></td><td>Mezcla líquida de compuestos alifáticos completamente fluorados Película de</td></tr><tr><td>tereftalato de polietileno</td><td>Sunchem</td><td></td><td>Sustrato</td></tr><tr><td>Acetona (99.8%)</td><td>Solución de limpieza</td> <td>Daejung</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol isopropílico (99.9%)</td><td>Solución de limpieza</td> <td>Daejung</td><td></td></tr><tr><td>Rodillo de goma</td><td>Hwahong</td><td></td><td>Para la aplicación de</td></tr><tr><td>resina Placas calientes de agitación de Corning</td> Equipo de placa caliente de <td>Corning</td><td></td><td>(5" x 7")</td></tr></tbody></table>

multiescala estructuras agregadas por nanofibras impreso para superficies funcionales

Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

Estructuras superficiales multiescala han atraído mayor interés debido a varios potenciales aplicaciones en dispositivos de superficie. Sin embargo, un reto actual en el campo es la fabricación de estructuras de micro-nano híbrido utilizando un método fácil, rentable y de alto rendimiento. Para superar estos desafíos, este trabajo propone un protocolo para fabricar estructuras multiescala utilizando sólo un proceso de impresión con un filtro de óxido de aluminio anódico (AAO) y un proceso de uno mismo-agregación de evaporación de nanofibras. A diferencia de intentos anteriores que se han destinado a enderezar nanofibras, demostramos un método de fabricación único de nanofibras multiescala de agregados con altos cocientes de aspecto. Además, la morfología superficial y la humectación de estas estructuras en varios líquidos fueron investigados para facilitar su uso en superficies multifuncionales.

Hemos demostrado un método rápido y simple para la fabricación de estructuras de multiescala nano-micro híbrido utilizando un filtro AAO como un molde de impresión. Todo el proceso llevo 30 min (figura 4). Se observó que después de experimentar el proceso de grabado con NaOH, la superficie resultante exhibe un color opaco similar al filtro original de AAO, debido a la Asamblea de nanofibras agregada causada por tensión superficial. Además, los resultados del ...

Presentado es un método sencillo para fabricar nano-micro estructuras multiescala, para superficies funcionales, agregando nanofibras fabricado utilizando un filtro de óxido de aluminio anódico.

Multiescala estructuras agregadas por nanofibras impreso para superficies funcionales

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la ingeniería a la superficie para comprender la superficie funcional para la morfología tubular y la humectabilidad. La principal ventaja de nuestro enfoque es que permite una fabricación más rápida de nanomicroestructuras multiescala mediante el uso de solo un proceso de impresión con un filtro de óxido de aluminio anódico y una autoagregación de nanofibras. Después de la impronta, los patrones de superficie replicados inicialmente exhibieron superhidrofilicidad.Podemos cambiar la disponibilidad superficial de las estructuras impresas mediante el uso de un tratamiento de origen UV y un recubrimiento monocapa autoensamblado. Obtenga un filtro de óxido de aluminio anódico, o AAO, con un tamaño de poro de 200 nanómetros, una altura de 60 micras y un diámetro de 25 mililitros. Limpie la superficie con tereftalato de polietileno, o película de PET, con acetona al 99,8% durante cinco minutos, seguido de 99,9.alcohol isopropílico durante cinco minutos. Seque completamente la película durante tres minutos con una pistola de aire comprimido. A continuación, coloque la película de PET sobre una superficie plana sin contaminantes.Añadir una gota de 0,1 mililitros de resina de poliuretano tipo acrilato curable UV con una viscosidad de 257,4 CPS en la superficie. Coloque el filtro AAO sobre la resina y presione uniformemente con un rodillo de goma de 32 milímetros de diámetro. La propagación de la resina se confirma visualmente.El rodillo debe repetirse y empujarse con cuidado al presionar. El filtro AAO es frágil y puede romperse si se aplica una fuerza excesiva. Después de enrollar, exponga la muestra hecha con el filtro PET y AAO a la luz ultravioleta con una longitud de onda de 365 nanómetros durante 30 segundos para curar la resina.Luego, sumerja la muestra curada en 100 mililitros de solución de hidróxido de sodio de dos molares durante 10 minutos para disolver el filtro. Las imágenes SEM muestran la superficie y la sección transversal de la estructura. Limpie la muestra con agua desionizada.Luego, séquelo completamente durante tres minutos con una pistola de aire comprimido. Utilice el análisis de rayos X de dispersión de energía para confirmar que el sodio y el aluminio no se detectan y están completamente grabados. Para realizar el tratamiento de ozono UV, primero limpie la muestra con estructuras nano multiescala utilizando alcohol isopropílico durante cinco minutos y luego agua desionizada durante cinco minutos.Seque el espécimen lavado con una pistola de aire comprimido durante tres minutos. Irradiar la muestra utilizando rayos UV durante 60 minutos utilizando un equipo de ozono UV con una intensidad de 25 milivatios por centímetro cuadrado. Para el autoensamblaje de OTS, coloque el lugar caliente dentro de la guantera y mantenga un entorno de nitrógeno para el proceso de deposición de vapor.Para fines de filmación, demostraremos el procedimiento en simulacro fuera de una guantera. Coloque un vaso de precipitados en la placa calefactora y añada dos mililitros de solución OTS al vaso de precipitados con una pipeta. Cubra el vaso de precipitados con el vaso o plato hacia adentro, con la muestra hacia abajo en el vaso de precipitados.Procese durante 60 minutos a 100 grados centígrados antes de sacar la muestra de la guantera. Para fabricar la superficie funcional mediante la inyección de lubricantes, deposite aproximadamente 0,2 mililitros por centímetro cuadrado de líquido de perfluorocarbono en el conjunto de nanofibras autoagregadas recubiertas de OTS. Observe el proceso de humectación del perfluorocarbono utilizando un microscopio óptico con un aumento de cinco a 20 veces.Por último, retire el exceso de líquido de perfluorocarbono colocando la muestra en posición vertical durante unas horas. Aquí se muestran las estructuras nanomicro híbridas multiescala obtenidas por el proceso de impresión y la autoagregación derivada de la evaporación. Es difícil medir el ángulo de contacto debido a la superhidrofilicidad de la superficie fabricada.Curiosamente, después del tratamiento con ozono UV con suficiente tiempo, la morfología de la superficie y la humectabilidad de la superficie cambian de superhidrofilicidad a hidrofobicidad, con un ángulo de contacto de 126,8 grados. Además, el ángulo de contacto se puede aumentar a 133,6 grados mediante un recubrimiento adicional de la monocapa automontada. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la superficie diseñada exploraran el cambio de funcionalidad y morfología de la superficie con el fenómeno de autoensamblaje y el tratamiento adecuado de la superficie.Aunque este método puede proporcionar información sobre la modificación de la morfología y la humectabilidad de la superficie, también se puede aplicar a otras aplicaciones, como el tejido mediante bisturí, filtros ambientales, disruptores catalizadores o con óptica difusa, debido a sus estructuras porosas a mayor escala.

multiscale-structures-aggregated-imprinted-nanofibers-for-functional

Research

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

Un enfoque eficaz para la preparación de nanofibras decoradas con grupos funcionales capaces de interactuar específicamente con proteínas se describe. El primer enfoque requiere la preparación de un polímero funcionalizado con el grupo funcional apropiado. El polímero funcional se fabrica en nanofibras por electrohilado. La eficacia de la unión de las nanofibras con una proteína se estudió por microscopía confocal.

Procedimiento para la fabricación de nanofibras Biofuncionales

Se describe una técnica que permite nanomoulding bajo costo patrones a nanoescala de materiales funcionales, pilas de materiales y dispositivos completos. Nanomoulding se puede realizar en cualquier configuración de nanoimpresión y se puede aplicar a una amplia gama de materiales y procesos de deposición.

Nanomoulding de Functional Materials, un versátil método complementario para la replicación de patrones para nanoimpresión

Dos fluidos adyacentes que pasan a través de un canal microfluídico ranurado pueden ser dirigidos para formar una vainta alrededor de un núcleo de prepolímero; determinando así tanto la forma como la sección transversal. La polimerización fotoiniciada, como la química de tiol click, es muy adecuada para solidificar rápidamente el fluido central en una microfibra con tamaño y forma predeterminados.

Fabricación Microfluídica De Fibras Poliméricas Y Biohíbridas Con Tamaño y Forma Prediseñados

Un método para obtener nanofibras y nanoestructuras complejas de proteínas de la matriz extracelular individuales o múltiples se describe. Este método utiliza las interacciones proteína-superficie para la creación de materiales a base de proteínas exentas con la composición sintonizable y la arquitectura para el uso en una variedad de aplicaciones de ingeniería de tejidos y de biotecnología.

Las nanofibras ECM proteínas y Uso Asamblea Superficie iniciadas Nanoestructuras Engineered

A continuación, presentamos un protocolo para fabricar nanofibras andamios electrospun con organización gradated de fibras y explorar sus aplicaciones en la regulación de la morfología celular / orientación. Gradientes con respecto a las propiedades físicas y químicas de las nanofibras andamios ofrecen una amplia variedad de aplicaciones en el campo biomédico.

Electrospun nanofibras andamios con gradaciones en Organización de fibra

A continuación, presentamos un protocolo para fabricar libremente suspendidas-micras, / sub-micrométricas fibras de polímero escala y estructuras "en banda" generados a través de procedimiento de escritura directa automatizada por medio de un sistema de distribución de 3 ejes.

Prescribe en 3-D de Escritura directa de suspendidos Micron / Sub-micrones Estructuras Escala de fibra a través de un sistema de dispensación Robótica

Se presenta un protocolo para producir una gran área de sustrato nanomodelado a partir de pequeños moldes nanomodelados para el estudio de la modulación nanotopográfica del comportamiento celular.

La expansión de nanoestructurada Los sustratos usando la técnica de la puntada para Nanotopographical modulación del comportamiento de la célula

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.

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

Aquí, presentamos un protocolo para la fabricación de placas nanopattern gradiente vía térmica nanoimprinting y el método de proyección de las respuestas de las células progenitoras endoteliales humanas a las nanoestructuras. Usando la tecnología descrita, es posible producir un andamio que puede manipular el comportamiento de la célula por los estímulos físicos.

Fabricación de Nanopattern gradiente térmico Nanoimprinting técnica y proyección de la respuesta de células formadoras de colonias endoteliales humanas

Aquí describimos métodos para microfabricar nanofibras de carbono alineadas verticalmente (VACNF), transferir VACNF a sustratos flexibles y aplicar VACNF en sustratos rígidos y flexibles a las plantas para la entrega de biomoléculas y colorantes.

Uso de matrices de nanofibras de carbono alineadas verticalmente sobre sustratos rígidos o flexibles para la entrega de biomoléculas y colorantes a las plantas

Los insertos de cultivo de tejidos con membranas de plástico son el estándar de oro en los laboratorios de cultivo celular como soportes permeables para establecer capas celulares y modelos de tejidos de barrera. En este artículo, presentamos un método simple para reemplazar la membrana de plástico con una membrana biológicamente más relevante hecha de una proteína de seda de araña funcionalizada recombinante.

Membrana basal nanofibrilar imitadora hecha de seda de araña funcionalizada recombinante en insertos de cultivo de tejidos hechos a medida

Aprende a fabricar estructuras nano-micro multiescala mediante impresión con filtros de óxido de aluminio anódico y autoagregación de nanofibras. Este método acelera la producción de superficies funcionales con propiedades controlables de mojabilidad.

Multiescala estructuras agregadas por nanofibras impreso para superficies funcionales

Explorar más videos