Multi-échelle Structures agrégées en nanofibres imprimés pour les Surfaces fonctionnelles

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l’ingénierie à la surface dans la compréhension de la surface fonctionnelle de la morphologie tubulaire et de la mouillabilité. Le principal avantage de notre approche est qu’elle permet une fabrication plus rapide de nanomicrostructures multi-échelles en utilisant uniquement un procédé d’impression avec un filtre anodique en oxyde d’aluminium et une auto-agrégation de nanofibres. Après l’imprégnation, les motifs de surface répliqués ont d’abord montré une superhydrophilie.

Nous pouvons modifier la disponibilité de la surface des structures imprimées en utilisant un traitement d’origine UV et un revêtement monocouche auto-assemblé. Obtenez un filtre à l’oxyde d’aluminium anodique, ou AAO, avec une taille de pores de 200 nanomètres, une hauteur de 60 microns et un diamètre de 25 millilitres. Nettoyez la surface avec du polyéthylène téréphtalate, ou un film PET, avec 99,8 % d’acétone pendant cinq minutes, puis 99,9 minutes.

alcool isopropylique pendant cinq minutes. Séchez complètement le film pendant trois minutes à l’aide d’un pistolet à air comprimé. Ensuite, placez le film PET sur une surface plane sans contaminants.

Ajoutez une goutte de 0,1 millilitre de résine de type acrylate de polyuréthane durcissable aux UV avec une viscosité de 257,4 CPS sur la surface. Placez le filtre AAO sur la résine et appuyez uniformément à l’aide d’un rouleau en caoutchouc d’un diamètre de 32 millimètres. La propagation de la résine est confirmée visuellement.

Le rouleau doit être répété et poussé avec précaution lors du pressage. Le filtre AAO est cassant et peut se briser si une force excessive est appliquée. Après le roulage, exposez l’échantillon réalisé avec le filtre PET et AAO à une lumière UV d’une longueur d’onde de 365 nanomètres pendant 30 secondes pour durcir la résine.

Ensuite, plongez l’échantillon durci dans 100 millilitres de solution d’hydroxyde de sodium à deux molaires pendant 10 minutes pour dissoudre le filtre. Les images MEB montrent la surface et la section transversale de la structure. Nettoyez l’échantillon avec de l’eau déminéralisée.

Ensuite, séchez-le complètement pendant trois minutes à l’aide d’un pistolet à air comprimé. Utilisez l’analyse par rayons X à dispersion d’énergie pour confirmer que le sodium et l’aluminium ne sont pas détectés et sont complètement gravés. Pour effectuer le traitement à l’ozone UV, nettoyez d’abord l’échantillon avec des structures nanomicro multi-échelles à l’aide d’alcool isopropylique pendant cinq minutes, puis d’eau désionisée pendant cinq minutes.

Séchez l’échantillon lavé à l’aide d’un pistolet à air comprimé pendant trois minutes. Irradiez l’échantillon à l’aide de rayons UV pendant 60 minutes à l’aide d’un équipement à l’ozone UV d’une intensité de 25 milliwatts par centimètre carré. Pour l’auto-assemblage OTS, placez l’endroit chaud à l’intérieur de la boîte à gants et maintenez un environnement azoté pour le processus de dépôt en phase vapeur.

À des fins de tournage, nous ferons une démonstration de la procédure en simulacre à l’extérieur d’une boîte à gants. Placez un bécher sur la plaque chauffante et ajoutez deux millilitres de solution OTS dans le bécher à l’aide d’une pipette. Couvrez le bécher avec le verre ou la plaque vers le haut, l’échantillon vers le bas dans le bécher.

Laisser agir pendant 60 minutes à 100 degrés Celsius avant de retirer l’échantillon de la boîte à gants. Pour fabriquer la surface fonctionnelle en injectant des lubrifiants, déposez environ 0,2 millilitre par centimètre carré de liquide perfluorocarboné sur l’assemblage de nanofibres auto-agrégées revêtues d’OTS. Observez le processus de mouillage du perfluorocarbure à l’aide d’un microscope optique à un grossissement de cinq à 20 fois.

Enfin, retirez l’excès de liquide perfluorocarboné en plaçant l’échantillon en position verticale pendant quelques heures. Des structures nanomicro-hybrides multi-échelles obtenues par le processus d’impression et l’auto-agrégation dérivée de l’évaporation sont présentées ici. Il est difficile de mesurer l’angle de contact en raison de la superhydrophilie de la surface fabriquée.

Il est intéressant de noter qu’après un traitement à l’ozone UV avec suffisamment de temps, la morphologie de la surface et la mouillabilité de la surface passent de la superhydrophilie à l’hydrophobie, avec un angle de contact de 126,8 degrés. De plus, l’angle de contact peut être augmenté à 133,6 degrés par un revêtement supplémentaire de la monocouche auto-assemblée. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des surfaces artificielles pour explorer la fonctionnalité de surface et le changement de morphologie avec le phénomène d’auto-assemblage et un traitement de surface approprié.

Bien que cette méthode puisse donner un aperçu de la modification de la morphologie de la surface et de la mouillabilité, elle peut également être appliquée à d’autres applications telles que les tissus via un scalpel, les filtres environnementaux, les perturbateurs de catalyseur ou avec des optiques diffuses, en raison de ses structures poreuses à plus grande échelle.