Name: 複合表面グラフトと後置修飾法による光応答膜の調製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-21T16:00:00.000+00:00
Duration: 12 min
Description: 学ぶ プラズマ誘導重合と後置修飾法による光応答性高分子膜の調製。UV光照射でカフェイン透過性を制御する手法を解説。膜表面の共价結合コーティングを再現性良く作成する技術です。

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この作品は、財政的にスイス国立科学財団（ - スマートマテリアルNRP 62）によってサポートされていました。また、B.ハンゼルマン、K.ケール、U.シュッツとBロイトホルトのサポートがあると認めた。

1。プラズマ開始重合<ol><li>モノマー溶液の準備。 <ol><li> 200mlの水に分液ロートにヘキサン（100ml）で3回洗浄し、HEMA（0.718モル100ml）に溶解する。塩化ナトリウムで水相を飽和させ、ジエチルエーテル（50ml）でHEMAを抽出する。 MgSO 4で有機相を乾燥させ、 真空内で溶媒を除去し、（100ミリバール、40℃）。減圧下でHEMAを蒸留（15ミリバール、99℃）。 </li><li>第1.1.1項で生産阻害剤を含まないHEMAの0.62 Mのメタノール溶液を調製する。 1口フラスコに溶液30mlを注ぎ、1時間溶液を通してアルゴンをバブリングすることによって酸素を除去。 </li></ol></li><li>表面誘導重合。 <ol><li>位置プラズマチャンバ内に互いに隣接する2枚のポリカーボネート膜（ 図2）。気相の方を向いた膜の光沢面を配置します。 </li><li>ああにプラズマチャンバを接続5分間IGH真空（20ミリバール）。真空バルブを閉じ、アルゴンと酸素ガスに接続されており、15 SCCMのアルゴンと2.5 SCCM酸素と2時間、この混合物を用いて室内をパージされ、他のバルブを開きます。 </li><li>プラズマを開始し、（ポリカーボネートメンブレンの場合：12 W）の所望の電力への電力を削減し、プラズマで4分間の膜を処理する。対応するバルブを開くことにより、チャンバーとモノマー溶液を接続します。プラズマを切り、チャンバを排気。 </li><li>対応するバルブを開放することによってチャンバとモノマー溶液を接続し、チャンバー内に溶液を注ぐ。膜はモノマー溶液で覆われていることを確認してください。アルゴンに接続されたバルブを開いて、20℃（エアコンの部屋）で12時間、反応混合物を保存する。 </li><li>モノマー溶液を除去します。 5分間の超音波浴中でメタノールで膜を洗浄します。水で洗浄操作を繰り返します。 </li><li> メンブレンを乾燥さ2時間モレキュラーシーブ上で真空。 </li></ol></li></ol> 2。被覆膜の後置修飾<ol><li> tert-ブチル butylmetyletherおよびジメチルアミノピリジン（DMAP）（33、0.27ミリモル）、N、N-ジシクロヘキシルカルボジイミド（DCC）（0.27ミリモル55 mg）を、スピロベンゾピラン1の溶液（ 図1）（0.27ミリモル100mg）を調製（TBME）（12 ml）を加えた。 </li><li>丸底フラスコに保護スターラーバーと保護グリッドを配置します。フラスコを乾燥させ、アルゴンでフラスコをあふれさせる。 </li><li>コー​​ティングされた膜に続いてフラスコに溶液を注ぐ。 </li><li> 12時間室温で穏やかに撹拌する。 </li><li>溶液を除去し、5分間超音波浴中のtert-butylmetyletherを有する膜を洗う。エタノールと水で洗浄操作を繰り返します。 </li><li> 2時間モレキュラーシーブ上で真空中で膜を乾燥させます。 </li></ol> 3。表面張力の測定<ol><lI&gt;金属製のOリングの標準テープで膜を固定します。位置Oリングに接触していない膜表面の一部にナノ純水（3.3μl）を一滴を、。膜の5つの異なる箇所での接触角（CA）を測定します。 </li><li>サンプルの長期安定性を試験するために、3つの異なる0後の膜の斑点、1、2、3、7、14、および21日目に接触角を測定する。 </li></ol> 4。フォトクロミック膜の透過性試験<ol><li>水（12ml）でフランツ拡散セルのレセプターチャンバーを埋める。 </li><li>フランツ拡散セルに膜を固定します。膜受容体室の水と接触していることを確認してください。水溶液カフェイン溶液（; 3.0ミリリットル20 mM）を有するドナー室（膜の上室）埋める。白色光（ 図3）を有するドナーチャンバーの上部から、膜を照射する。受容体細胞からのサンプル（200μl）を収集し、FO200nmの細孔直径を有するr​​個のトラックエッジのポリカーボネート膜、試料を10分ごとに収集する。 </li><li>ステップ4.2で説明したように実験を繰り返す。しかし、全体の透過性試験の間にUV光（366ナノメートル、80 W / m 2）を用いて、膜を照射する。 </li><li>収集されたサンプルのカフェイン濃度の決定。 <ol><li> UV /可視分光計を用いて（0.05 mg / mlの1.5 mMの/ Lの間）に15種類のカフェイン濃度の較正曲線をプロットする。 293 nmで校正します。 </li><li>検量線を用いて収集したサンプルのそれぞれの濃度を測定。 </li><li> 対決定された濃度をプロットします。収集されたサンプルの時間。点を通る直線近似を行い、傾きからΔcのを決定します。 </li></ol></li></ol>

<ol><li>d'Agostino, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3ad%27Agostino%2C+R+%22Basic+Approaches+to+Plasma+Production+and+Control%22">Basic Approaches to Plasma Production and Control</a>. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2008).</li>
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<li>Hirotsu, T., Nakajima, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+ethanol+permseparation+by+pervaporation+throught+the+plasma+graft+copolymeric+membranes+of+acrylic+acid+and+acrylamide%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Polymer+Sci%22%5BJournal%5D)">Water ethanol permseparation by pervaporation throught the plasma graft copolymeric membranes of acrylic acid and acrylamide.</a> Appl. Polymer Sci. 36 (1), 177-189 (1988).</li>
<li>Baumann, L., de Courten, D., Wolf, M., Rossi, R. M., Scherer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-Responsive+Caffeine+Transfer+through+Porous+Polycarbonate%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Mater.+Interf%22%5BJournal%5D)">Light-Responsive Caffeine Transfer through Porous Polycarbonate.</a> Appl. Mater. Interf. 5 (13), 5894-5897 (2013).</li>
<li>Minkin, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-%2C+thermo-%2C+solvato-%2C+and+electrochromic+spiroheterocyclic+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Photo-, thermo-, solvato-, and electrochromic spiroheterocyclic compounds.</a> Chem. Rev. 104 (5), 2751-2776 (2004).</li>
<li>Berkovic, G., Krongauz, V., Weiss, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spiropyrans+and+spirooxazines+for+memories+and+switches%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Spiropyrans and spirooxazines for memories and switches.</a> Chem. Rev. 100 (5), 1741-1753 (2000).</li>
<li>Vlassiouk, I., Park, C. -D., Vail, S. A., Gust, D., Smirnov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+Nanopore+Wetting+by+a+Photochromic+Spiropyran%3A+A+Light-Controlled+Valve+and+Electrical+Switch%5BTitle%5D)+AND+%22Lett%22%5BJournal%5D)">Control of Nanopore Wetting by a Photochromic Spiropyran: A Light-Controlled Valve and Electrical Switch.</a> Lett. 6 (5), 1013-1017 (2006).</li>
<li>Baumann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+light-responsive+porous+polycarbonate+membranes+for+controlled+caffeine+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Development of light-responsive porous polycarbonate membranes for controlled caffeine delivery.</a> RSC Adv. 3 (45), 23317-23326 (2013).</li>
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</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

プラズマ処理は、アルゴンイオン化によって引き起こされる紫色のガスを生成する。オレンジ色が漏れから望ましくない窒素の存在を示すであろう。プラズマ処理は、表面上にラジカルを形成するだけでなく、膜7,12をエッチングしないだけでなく。あまりにも多くのエッチングは、膜の透過性に影響を与えるであろう、かなりの細孔径を変更することができる。提示され、セットアップの制御された反応条件は、プラズマ開始グラフト化プロセスの再現性を高めることを可能にする。それにもかかわらず、プラズマチャンバ内の膜の正確な位置は、依然として、プラズマの不均一に表面に形成されたラジカルの密度に影響を与えることができる。エッジ·レートを適用しても、電源オンと正確なガス組成に依存している。 このような薄いコーティングの特性は、市販の膜の比較的粗い表面に容易ではありません。 12,21前に説明したように、層厚さは、エリプソメトリー及びXPS実験を用いて決定した。平坦な表面を分析するために、ポリカーボネートをスピンコートモデルポリカーボネート表面のSi-ウエハ上に...

材料のプラズマ改質は、多くの産業分野で重要なプロセスとなっています。材料のバルク特性を変えることなく、表面や表面 ​​の機能化の洗浄は、プラズマ処理表面科学1-8での本質的なプロセスになりました。 ポリマーのプラズマ処理はホモリシス結合開裂をもたらす。これは、ポリマー材料の縁にラジカルリッチ表面の形成をもたらす。酸素分子を含有するプラズマを用いて、表面を酸素に富むため、より親水性の9-11なる。しかし、表面の親水性は、時間12以上安定していない。長期安定性を高めるために、プラズマ処理された表面は、化学的に13-15後に、プラズマ処理中に変更することができる。この処理は、通常、プラズマ処理中のガス相への反応性モノマー種を添加することによって行われ、これらのモノマーは、その後重合さポリマー表面の作成ラジカルから。化学的処理は、不揮発性のモノマーを用いて実施されている場合、グラフトポリマーは、プラズマ改質後に行わなければならない。ラジカルが表面に形成された後、制御されたグラフト化を行うために、プラズマセットアップが制御された条件の下で、溶液中の12,16の表面からプラズマが開始した表面誘起重合を可能にする、記載されている。 プレゼンテーションでは、トラックエッジの高分子膜12,17の修正に焦点を当てています。これらの膜の表面張力を変更することによって、透過速度は、12を変化させることができる。これきれいで、高速プロセスは、高分子膜のバルク特性を変えることなく、膜表面全体を覆​​う非常に薄い層（&lt;5nm程度）の作成を可能にする。 、プラズマプロセス中のエッジングに、トラックエッジの膜の孔径がわずかに12を増大させる。エッジング率はdependiですポリマー上ngのとリニアな動作を持っています。 反応性官能基を有するモノマーを用いる場合、グラフトポリマーはさらに官能化することができる。これは、カルボン酸官能化スピロピランとPHEMA-グラフト膜の後置修飾によって実証される。スピロピランをUV光を照射するとメロシアニン種に変換することが知られているので、このことは、フォトクロミック表面をもたらす。スピロピラン形態は、可視光でメロシアニン形態（ 図1）18,19 を照射することによって再確立することができる。メロシアニン形態はスピロピラン状態よりも極性であるため、塗膜の表面張力は、光20をトリガすることができる。表面張力の変化は、水溶液に向かって膜の透過性に影響を与える。セットアップこれらの光応答性膜の透過性試験を行​​うためにどのように表示され、透過性抵抗の有意な変化は、（iを減少させる97％によりn透過性）が示される。このような膜は、薬物送達のセットアップでまたはスマート検知システムに組み込むことができる。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51680/51680fig1.jpg" /> スピロベンゾピラン化合物1の図1。光異性化。

<table><tbody><tr><td>2-ヒドロキシエチルメタクリレート、97%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>128635</td><td></td></tr><tr><td>ヘキサン 99%</td><td>Biosolve</td><td></td><td></td></tr><tr><td>硫酸マグネシウム (MgSO4、無水)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>メタノール、99%&nbsp;</td><td>モレキュラーシーブN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>、N-ジシルコヘキシルカルボジイミド、99%</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>D8002</td><td></td></tr><tr><td>ジメチルアミノピリジン、99%</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>107700</td><td></td></tr><tr><td>テルブチルメチルエーテル、98%</td><td>フルカ</td><td>306975</td><td></td></tr><tr><td>ポリカーボネート膜</td><td>Whatman</td><td></td><td>で乾燥させたシグマアルドリッチ14262ナノポアトラックエッチング (TE) (1.0 &mu;m, 0.2 &mu;m、0.1 &mu;m、50 nm、30 nm、および15 nmの細孔径。膜径47 mmまたは25 mm)</td></tr><tr><td>カフェイン(試薬プラス)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C0750</td><td></td></tr><tr><td>フランツ拡散セル(12 ml)</td><td>SES-Analysesysteme</td><td>6C010015</td><td>15 mmジャシェットなしフランツセル、12 ml受容体容量、フラットグラウンド、透明ガラス、攪拌子、</td></tr><tr><td>クランプUVランプUV</td><td></td><td></td><td>照射(366 nm、15 W / m 2)</td></tr><tr><td>白色光ランプ</td><td></td><td></td><td>白色光照射(500 W電球)</td></tr><tr><td>UV / Vis分光光度計</td><td>Varian 50Bio / 50MPR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ポリエステル膜</td><td>Sterlitech</td><td>PET0225100</td><td>ポリエステル膜フィルター、0.2 &mu;m細孔径、直径25mm</td></tr>の<tr><td>ポリフッ化ビニリデン膜ミリ</td><td>ポア</td><td></td><td>PVDF膜デュラポア(0.22&mu;m細孔径;47 mm膜径)</td></tr><tr><td>アルゴン(99.9995%)</td><td>Alphagaz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dressler Cesar RF発電機</td><td></td><td></td><td>プラズマチャンバーのセットアップ</td></tr><tr><td>MKSマルチガスコントローラー 647C</td><td></td><td></td><td>プラズマチャンバーのセットアップ</td></tr><tr><td>MKSマスフローコントローラー</td><td></td><td></td><td>プラズマチャンバーのセットアップ</td></tr><tr><td>Vacuubrand RE 2.5ロータリーベーン真空ポンプ</td><td></td><td></td><td>プラズマチャンバー</td></tr><tr><td>セットアップ 接触角測定装置</td><td>Kr&uuml;ss</td><td>G10</td><td></td></tr><tr><td>天びん</td><td>メトラー・トレド</td><td>AB204-S と メトラー ME30</td><td></td></tr></tbody></table>

複合表面グラフトと後置修飾法による光応答膜の調製

Preparation of Light-responsive Membranes by a Combined Surface Grafting and Postmodification Process

市販のトラックエッジのポリマー膜の表面張力を修正するために、表面開始重合の方法が提示される。膜表面からの重合は、2 - ヒドロキシエチルメタクリレート（HEMA）のメタノール溶液で膜表面を反応させ、続いて、膜のプラズマ処理によって誘導される。特別な注意が前に表面上に重合プラズマ処理のためのプロセスパラメータに与えられる。例えば、膜の異なるタイプ（ 例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン）に対するプラズマ処理の影響が検討されている。さらに、表面グラフト化膜の経時安定性は、接触角測定によって示されている。このように、ポリ（2 - ヒドロキシエチルメタクリレート）（PHEMA）をグラフトすると、表面はさらに、所望の物質のカルボン酸官能基を有するポリマーのアルコール部分エステル化することにより修飾することができる。これらの反応は、したがって、膜表面の官能化のために使用することができる。例えば、膜の表面張力を変化させることができる、または提示光反応性等の所望の機能を挿入することができる。これは、光応答性膜をもたらすスピロベンゾピラン部官能化カルボン酸とPHEMAを反応させることによって実証される。溶媒の選択は、後置修飾工程において主要な役割を果たしており、本稿で詳しく説明されている。そのような官能化された膜の透過測定は外部光源にフランツセルを用いて行われる。 UV-可視範囲の光の波長を変化させることにより、水性カフェイン溶液の透磁率の変化が観察される。

エッチング速度は、異なる期間の後に、膜を秤量することによって追跡することができる。 図4から分かるように、エッチング速度は、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネートのために、以下の質量損失対エッチング時間の線形相関の傾きから求めることができるリニアエッチング速度を、膜。 図4に示すように、ポリカーボネート膜は、すべての3つのポリマー膜の最も低いエッチング速度を示す。エッチングつの結果は、孔径の変化である。約20％の12,17によるプラズマ処理後に増加する孔の直径。その後のポリマーグラフト化は、一方で1-4 12nm の非常に薄いポリマー層に起因する細孔直径、に有意な影響を及ぼさない。最も重要なことは、全体のプロセスは、膜の細孔構造に影響を与えない。 全体のコーティングプロセスを容易にMEASを追跡することができる接触角をuring。元のポリカーボネート膜は、市販のポリカーボネート膜のポリビニルピロリドン（PVP）のコーティングによるものであり...

プラズマ誘導重合手順は、高分子膜の表面開始重合について記載されている。フォトクロミック物質とグラフトポリマーの更後置修飾は、光応答性膜の透過性測定を行うプロトコルが提示される。

In order to modify the surface tension of commercial available track-edged polymer membranes, a procedure of surface-initiated polymerization is ...

本実験の目的は、フォトクロミック分子を用いて表面を修飾することにより、UV光または白色光によるトラックエッチ型ポリマー膜の透過性を変化させることです。まず、ポリマー膜をプラズマ処理して表面にラジカルを導入します。次に、メタノールモノマー溶液を添加し、膜表面での表面開始重合を行います。次に、グラフトポリマーをフォトクロミック物質で後修飾します。最終的に、光応答性膜の透過性測定を行い、UV光によって膜のカフェイン透過性がどのように変化するかを示します。プラズマ誘起重合の主な利点は、膜上の共有結合によるコーティングを、再現可能な方法で容易かつ均一に作成できることです。当社のADEセットアップにおいてのように、視覚的な実証は極めて重要です。メンブレンは、プラズマ処理および不活性条件下で直ちに重合させます。この手法は、表面の高速コーティングにおける重要な疑問への回答に寄与し、表面への共有結合的な機能化を実現します。この手法のアイデアは、まずプラズマコーティング分野の専門家と議論したことで得られました。それ以前は、スピンコーティングやディップコーティングなどの古典的なコーティング法を試みましたが、成功しませんでした。一般に、プラズマ機能化は調整可能なパラメータが多く複雑な技術であるため、この手法に不慣れな方は苦労することが予想されます。手順を実演するのは、学生のKarin Dreher氏、技術者、および私のグループの研究員であるKarin ler氏です。まず、100 mLの2-ヒドロキシエチルメタクリレート（HEMA）を200 mLの水に溶解させます。混合物を分液漏斗に移した後、100 mLのヘキサンで3回洗浄し、ヘキサン洗浄液を除去します。水相を塩化ナトリウムで飽和させ、HEMAを50 mLのブチルエーテルで抽出します。水層を除去した後、有機相を500 mLの丸底フラスコに移し、硫酸マグネシウムで乾燥させる。ろ過後、溶媒を真空下で留去する。完了後、hemaを減圧蒸留します。単口フラスコにhema 2.3 mLとメタノール 27.7 mLを加え、阻害剤を含まない0.62 Mのhemaメタノール溶液を調製します。フラスコをセプタムで密閉した後、溶液にアルゴンを1時間バブリングして酸素を除去します。次に、2枚のポリカーボネート膜をプラズマチャンバー内に隣接して配置します。各膜の光沢のある面を気相側に向けて、プラズマチャンバーを高真空状態にし、5分間保持します。真空バルブを閉じた後、アルゴンガスと酸素ガスに接続されたバルブを開き、アルゴン 15 SCCM、酸素 2.5 SCCMの混合気体でチャンバー内を2時間パージします。プラズマを発生させ、ポリカーボネート膜用に電力を12 wattsまで下げます。次に、膜を4分間プラズマ処理し、プラズマを消灯した後、まず混合ガスに接続されたバルブを閉じ、次にオイルポンプに接続されたバルブを閉じてチャンバー内を真空にします。次のステップで、モノマー溶液をチャンバーに接続します。対応するバルブを開いてモノマー溶液とチャンバーを接続し、溶液をチャンバーに注ぎます。メンブレンがモノマー溶液で覆われていることを確認した後、アルゴンガスに接続されたバルブを開き、反応混合物を室温で12時間保存します。モノマー溶液を除去した後、超音波洗浄機を用いて100 mLのメタノールでメンブレンを5分間洗浄します。完了後、100 mLの水で洗浄手順を繰り返します。その後、膜を分子ふるいで2時間真空乾燥させます。100 mgのSpiro benzoin compound 1、55 mgのnn cylo heyl carbo diamine、および33 mgのfour dimethyl am pyridineを12 mLのturt butyl methyl etherに溶解します。次に、スターラーバーと保護グリッドを丸底フラスコに入れます。アルゴンガスで満たしたフラスコに蓋をし、乾燥させた後、スピロベンゾピラン溶液をフラスコに注ぎ、続いてコーティング済みのメンブレンを投入します。その後、室温で12時間、混合物を緩やかに撹拌します。その後、フラスコからメンブレンを取り出し、50 mLのtert-ブチルメチルエーテルを用いて超音波バスで5分間洗浄します。エタノールと水のそれぞれ100 mLで洗浄操作を繰り返した後、モレキュラーシーブ上で2時間真空乾燥させます。この時点で、メンブレンを粗い布の上に置きます。メンブレン表面に超純水の液滴を滴下します。次に、サンプルの長期安定性を試験するため、メンブレン上の5か所の異なる地点で接触角を測定します。0、1、2、3、7、14、および21日後に、メンブレンの3か所の異なる地点で接触角を測定してください。次に、フランツ拡散セルの受容相チャンバーに12 millilitersの水を満たします。受容相チャンバー内の水に接触するように、フランツ拡散セルに膜を固定します。ドナーチャンバー、または膜の上のチャンバーに、20 millimolarのカフェイン水溶液を3.0 milliliters注入します。ドナーチャンバーの上部から白光を照射してメンブレンを照射します。終了後、レセプターセルから200 µLのサンプルを回収します。前述の手順に従い実験を繰り返しますが、透過性試験の全期間を通じて、366 nm、80 W/m²のUV光でメンブレンを照射します。採取したサンプルのカフェイン濃度を決定するために、UV-vis分光光度計を用いて、0.05 millimolar per literから1.5 millimolar per literまでの15種類の異なるカフェイン濃度で検量線をプロットします。続いて、この検量線を用いて、採取した各サンプルの濃度を決定します。その後、決定した濃度を採取サンプルの時間に対してプロットします。点を通る線形近似を行い、その傾きからdelta Cを決定します。ここで示されているように、ポリエステル、ポリビニル、アミン、フッ化物、およびポリカーボネート膜のエッジ速度は線形であり、これはET時間対質量減少の線形相関の傾きから決定できます。3種類のポリマー膜の中で、ポリカーボネート膜が最も低いエッジ速度を示しています。多孔性ポリカーボネート膜をプラズマ誘起重合によりpoly hemaでコーティングすると、水滴の接触角が変化します。ここでは、未コーティングの膜と、孔径0.2 µmおよび1 µmのpoly hema修飾膜との接触角の差を示しています。poly hemaコーティングを施したポリカーボネート膜の接触角は時間経過とともに変化せず、これはコーティングが長期的に安定していることを示しています。スピロベンゾピラン化合物1による後修飾により、接触角は100度に増加します。しかし、スピロベンゾピランはUV光を照射することで、より極性の高いメローシアニン種に変換され、この変換によって膜表面の接触角は90度まで低下します。膜の透過性は、フレンチ拡散セルを用いて測定します。白色光で膜を照射すると、透過性変化の抵抗が97%減少し、膜に光応答性が存在することが示されます。この手法を習得し、適切に実施すれば、数時間で完了させることができます。本手順に従うことで、温度応答性やpH応答性コーティングなど、他の機能化を表面に導入することが可能です。このビデオを視聴することで、プラズマ誘起光応答性コーティングの作製方法について十分に理解できるはずです。光応答性膜は、UIおよび白色光における色切り替えなどのフォトオミック特性や、着色状態の退色速度などを探索する上で興味深い系です。重合ステップにおいて膜の透過性を制御するためには、不活性雰囲気下で作動させることが重要です。高電圧電極を扱うことは極めて危険であるため、この手順を実行する際は、常に自身とプラズマチャンバーの間に保護シールドを設置するなどの予防策を講じてください。

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Research

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学ぶ プラズマ誘導重合と後置修飾法による光応答性高分子膜の調製。UV光照射でカフェイン透過性を制御する手法を解説。膜表面の共价結合コーティングを再現性良く作成する技術です。

複合表面グラフトと後置修飾法による光応答膜の調製

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