2018년 9월 11일
발표 nanofibers 양극 산화 알루미늄 필터를 사용 하 여 날조를 집계 하 여 기능성 표면 나노-마이크로 multiscale 구조를 조작 하는 쉬운 방법이 이다.
이 방법은 엔지니어가 튜브형 형태 및 습윤성에 대한 기능적 표면을 이해하는 데 있어 표면장에 대한 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리 접근 방식의 주요 장점은 양극 알루미늄 산화물 필터와 나노 섬유의 자체 응집이 있는 각인 프로세스만 사용하여 다중 스케일 나노 마이크로 구조를 더 빠르게 제작할 수 있다는 것입니다. 각인 후 복제된 표면 패턴은 처음에 초친수성을 나타냈습니다.
UV 기원 처리 및 자체 조립 단층 코팅을 사용하여 각인된 구조의 표면 가용성을 변경할 수 있습니다. 공극 크기가 200나노미터, 높이가 60미크론, 직경이 25밀리리터인 양극 산화알루미늄(AAO) 필터를 구합니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 PET 필름으로 99.8% 아세톤으로 5분 동안 표면을 청소한 다음 99.9를 청소합니다.
이소프로필 알코올을 5분 동안 가열합니다. 에어건을 사용하여 3분 동안 필름을 완전히 건조시킵니다. 그런 다음 오염 물질이 없는 평평한 표면에 PET 필름을 놓습니다.
점도가 257.4 CPS인 UV 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트 타입 수지를 0.1ml 방울 떨어뜨립니다. 수지에 AAO 필터를 놓고 직경 32mm의 고무 롤러를 사용하여 균일하게 누릅니다. 수지의 확산이 육안으로 확인됩니다.
롤러를 누를 때 반복하고 조심스럽게 밀어야 합니다. AAO 필터는 부서지기 쉬우며 과도한 힘을 가하면 파손될 수 있습니다. 압연 후 PET와 AAO 필터로 만든 시편을 365나노미터 파장의 자외선에 30초 동안 노출시켜 수지를 경화시킵니다.
그런 다음 경화된 시료를 100ml의 2몰 수산화나트륨 용액에 10분 동안 담가 필터를 용해합니다. SEM 이미지는 구조물의 표면과 단면을 보여줍니다. 탈이온수로 표본을 청소하십시오.
그런 다음 에어건을 사용하여 3분 동안 완전히 건조시킵니다. 에너지 분산형 X선 분석을 사용하여 나트륨과 알루미늄이 검출되지 않고 완전히 에칭되었는지 확인합니다. UV 오존 처리를 수행하려면 먼저 이소프로필 알코올을 사용하여 5분 동안 나노마이크로 멀티스케일 구조로 표본을 세척한 다음 5분 동안 탈이온수를 사용합니다.
세척 된 표본을 에어 건을 사용하여 3 분 동안 건조시킵니다. UV 오존 장비를 사용하여 60분 동안 평방 센티미터당 25밀리와트의 강도로 자외선을 사용하여 표본을 조사합니다. OTS 자체 조립을 위해 뜨거운 곳을 글로브 박스 내부에 놓고 증착 공정을위한 질소 환경을 유지하십시오.
촬영을 위해 글로브박스 밖에서 모의로 절차를 시연할 것입니다. 핫 플레이트에 비커를 놓고 피펫을 사용하여 비커에 2ml의 OTS 용액을 추가합니다. 유리 또는 판면이 얹힌 상태로 비커를 덮고 표본이 비커를 아래쪽으로 향하도록 합니다.
글로브 박스에서 표본을 꺼내기 전에 섭씨 100도에서 60분 동안 처리합니다. 윤활제를 주입하여 기능적 표면을 제작하려면 OTS 코팅된 자체 응집 나노섬유 어셈블리에 평방 센티미터당 약 0.2밀리리터의 과불화탄소 액체를 증착합니다. 과불화탄소의 습윤 과정을 광학 현미경을 사용하여 5배에서 20배 배율로 관찰합니다.
마지막으로, 샘플을 몇 시간 동안 수직 위치에 두어 과도한 과불화탄소 액체를 제거합니다. imprint process와 증발 derived self-aggregation에 의해 얻어진 멀티스케일 나노마이크로 하이브리드 구조가 여기에 나와 있습니다. 제작된 표면의 초흡수성 때문에 접촉각을 측정하기 어렵습니다.
흥미롭게도 충분한 시간을 가지고 UV 오존 처리 후 표면 형태와 표면 습윤성이 126.8도의 접촉각으로 초흡수성에서 소수성으로 변화합니다. 또한 자체 조립식 단층의 추가 코팅에 의해 접촉각을 133.6도까지 증가시킬 수 있습니다. 개발 후 이 기술은 엔지니어링 표면 분야의 연구자들이 자체 조립 현상과 적절한 표면 처리에 따른 표면 기능 및 형태 변화를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.
이 방법은 표면 형태 및 습윤성의 수정에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만, 더 큰 규모의 다공성 구조로 인해 메스를 통한 조직, 환경 필터, 촉매 교란 장치 또는 확산 광학 장치와 같은 다른 응용 분야에도 적용할 수 있습니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
이 기사는 기능성 표면을 만들기 위한 나노-마이크로 다중 규모 구조 제작 방법을 제시합니다. 이 기술은 나노섬유를 집합하기 위해 양극 산화 알루미늄 필터를 사용하여 이러한 구조의 더 빠른 생산을 가능하게 합니다.
Rapid fabrication of multiscale micro-nano structures enables the creation of functional surfaces with tunable wettability, supporting advanced material interfaces in biopharma R&D. This approach streamlines the development of engineered surfaces for device prototyping, filtration, and tissue interface applications. The method's scalability and adaptability position it as a reusable capability for innovation across discovery and translational workflows.
This fabrication protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling rapid, reproducible generation of functional surfaces for iterative testing and optimization.