マルチ スケール構造機能表面の刻印ナノファイバーによる集計

この方法は、管状形態と濡れ性の機能表面を理解する上で、エンジニアから表面へのフィールドにおける重要な質問に答えるのに役立ちます。私たちのアプローチの主な利点は、陽極酸化アルミニウムフィルターによるインプリントプロセスとナノファイバーの自己凝集のみを使用して、マルチスケールのナノマイクロ構造の迅速な製造を可能にすることです。インプリント後、複製された表面パターンは最初に超親水性を示しました。

UV起源処理と自己組織化単層コーティングを使用して、インプリント構造の表面利用可能性を変更することができます。細孔径200ナノメートル、高さ60ミクロン、直径25ミリリットルの陽極酸化アルミニウム(AAO)フィルターを入手します。ポリエチレンテレフタレートまたはPETフィルムで、99.8%アセトンで5分間、続いて99.9で表面を清掃します。

イソプロピルアルコールを5分間。エアガンを使用してフィルムを3分間完全に乾燥させます。次に、PETフィルムを汚染物質のない平らな面に置きます。

表面に粘度257.4CPSのUV硬化型ポリウレタンアクリレート系樹脂を0.1ミリリットル滴下します。AAOフィルターを樹脂に載せ、直径32mmのゴムローラーで均一にプレスします。レジンの広がりが目視で確認されます。

ローラーを押すときは、ローラーを繰り返し、慎重に押す必要があります。AAOフィルターはもろく、過度の力が加えられると破損する可能性があります。圧延後、PETフィルターとAAOフィルターで作製した試料を波長365ナノメートルの紫外線に30秒間さらし、樹脂を硬化させます。

次に、硬化させた試料を100ミリリットルの2モル水酸化ナトリウム溶液に10分間浸漬してフィルターを溶解します。SEM画像は、構造の表面と断面を示しています。脱イオン水で試料を洗浄します。

その後、エアガンで3分間完全に乾かします。エネルギー分散型X線分析を使用して、ナトリウムとアルミニウムが検出されず、完全にエッチングされていることを確認します。UVオゾン処理を行うには、まずイソプロピルアルコールを使用してナノマイクロマルチスケール構造で試料を5分間洗浄し、次に脱イオン水で5分間洗浄します。

洗浄した試料をエアガンで3分間乾燥させます。25ミリワット/平方センチメートルの強度の紫外線オゾン装置を用いて、紫外線を用いて60分間試料に照射します。OTSの自己組織化のために、グローブボックス内に高温の場所を置き、蒸着プロセスのための窒素環境を維持します。

撮影目的で、グローブボックスの外で模擬で手順を実演します。ホットプレートにビーカーを置き、ピペットを使用してビーカーに2ミリリットルのOTS溶液を追加します。ビーカーをガラスまたはプレートを上にして覆い、標本を下に向けてビーカーに入れます。

100°Cで60分間処理してから、グローブボックスから試料を取り出します。潤滑剤を注入して機能表面を作製するには、OTSコーティングされた自己凝集ナノファイバーアセンブリ上に、1平方センチメートルあたり約0.2ミリリットルのパーフルオロカーボン液体を堆積させます。パーフルオロカーボンの濡れ過程を光学顕微鏡で5倍から20倍の倍率で観察します。

最後に、サンプルを垂直位置に数時間置いて、余分なパーフルオロカーボン液体を取り除きます。インプリントプロセスと蒸発誘導による自己凝集によって得られるマルチスケールナノマイクロハイブリッド構造を以下に示します。加工面の超親水性のため、接触角の測定が困難です。

興味深いことに、十分な時間でUVオゾン処理を行った後、表面の形態と表面の濡れ性は、接触角が126.8度で超親水性から疎水性に変化します。さらに、接触角は、自己組織化単分子膜の追加コーティングによって133.6度に増加させることができる。その開発後、この技術は、工学的表面の分野の研究者が自己組織化現象と適切な表面処理による表面の機能性と形態の変化を探求するための道を開きました。

この方法は、表面の形態と濡れ性の変更に関する洞察を提供できますが、メス、環境フィルター、触媒攪乱器、または大規模な多孔質構造のため、拡散光学系を介して組織などの他のアプリケーションにも適用できます。