Multiscale structuren samengevoegd door ingeprinte Nanofibers voor functionele oppervlakken

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het veld van oppervlakte-engineers om functionele oppervlakken voor buisvormige morfologie en bevochtigbaarheid te begrijpen. Het grote voordeel van onze aanpak is dat het een snellere fabricage van multischaal nanomicrostructuren mogelijk maakt door alleen een afdrukproces te gebruiken met een anodische aluminiumoxide filter en een zelf-aggregatie van nanovezels. Na het afdrukken vertoonden de gerepliceerde oppervlaktepatronen aanvankelijk superhydrofiliciteit.

We kunnen de beschikbaarheid van het oppervlak van de geïmpregneerde structuren wijzigen door UV-behandeling van oorsprong en een zelf-assemblerende monolaagcoating te gebruiken. Verkrijg een anodische aluminiumoxide of AAO filter met een poriegrootte van 200 nanometer, een hoogte van 60 micron en een diameter van 25 milliliter. Reinig het oppervlak met polyethyleentereftalaat of PET-folie met 99,8% aceton gedurende vijf minuten, gevolgd door 99,9.

isopropylalcohol gedurende vijf minuten. Droog de film volledig gedurende drie minuten met een luchtpistool. Plaats vervolgens de PET-folie op een vlakke oppervlak zonder verontreinigingen.

Voeg een druppel van 0,1 milliliter UV-hardende polyurethaanacrylaatharspehars met een viscositeit van 257,4 CPS toe aan het oppervlak. Plaats het AAO-filter op de hars en druk gelijkmatig aan met een rubberen roller met een diameter van 32 millimeter. De spreiding van de hars wordt visueel bevestigd.

De roller moet worden herhaald en voorzichtig worden geduwd tijdens het drukken. Het AAO-filter is breekbaar en kan breken als er te veel kracht wordt uitgeoefend. Na het rollen, stelt u het specimen dat is gemaakt met de PET en AAO-filter bloot aan UV-licht met een golflengte van 365 nanometer gedurende 30 seconden om de hars te harden.

Dompel vervolgens het uitgeharde specimen gedurende 10 minuten in 100 milliliter oplossing van twee mol natriumhydroxide om de filter op te lossen. De SEM-beelden tonen het oppervlak en de dwarsdoorsnede van de structuur. Reinig het specimen met gedeïoniseerd water.

Laat het vervolgens gedurende drie minuten volledig drogen met een luchtpistool. Gebruik energiedispersieve röntgenanalyse om te bevestigen dat natrium en aluminium niet worden gedetecteerd en volledig zijn geëtst. Om de UV-ozonbehandeling uit te voeren, reinig eerst het specimen met nanomicro multischaalstructuren met isopropylalcohol gedurende vijf minuten en vervolgens gedeïoniseerd water gedurende vijf minuten.

Droog het gewassen specimen gedurende drie minuten met een luchtpistool. Bestraal het specimen gedurende 60 minuten met UV-stralen met behulp van UV-ozonapparatuur met een intensiteit van 25 milliwatt per vierkante centimeter. Voor OTS-zelf-assemblage, plaats de hete plaats binnen de handschoenenkast en handhaaf een stikstofomgeving voor het dampdepositionsproces.

Voor filmdoeleinden zullen we de procedure demonstreren in een mock-buitenkant van een handschoenenkast. Plaats een beker op de hete plaat en voeg twee milliliter OTS-oplossing toe aan de beker met behulp van een pipette. Bedek de beker met het glas of de plaat met het gezicht naar boven, met het specimen naar beneden in de beker.

Verwerk gedurende 60 minuten op 100 graden Celsius voordat u het specimen uit de handschoenenkast verwijdert. Om het functionele oppervlak te fabriceren door smeermiddelen te injecteren, deponeer ongeveer 0,2 milliliter per vierkante centimeter perfluorkoolstof vloeistof op de OTS-gecoate zelf-geaggregeerde nanofiber-assemblage. Observeer het bevochtigingsproces van de perfluorkoolstof met een optische microscoop bij een vergroting van vijf tot twintig keer.

Verwijder tenslotte het overtollige perfluorkoolstof vloeistof door de monster in een verticale positie te plaatsen gedurende enkele uren. Multischaal nanomicro hybride structuren verkregen door het afdrukproces en zelf-aggregatie door verdamping worden hier getoond. Het is moeilijk om de contacthoek te meten vanwege de superhydrofiliciteit van het gefabriceerde oppervlak.

Interessant is dat na UV-ozonbehandeling met voldoende tijd, de oppervlaktemorfologie en de oppervlaktebevochtigbaarheid veranderen van superhydrofiliciteit naar hydrofobiteit, met een contacthoek van 126,8 graden. Verder kan de contacthoek worden verhoogd tot 133,6 graden door een extra coating van de zelf-geassembleerde monolaag. Na de ontwikkeling ervan, heeft deze techniek de weg gebaand voor onderzoekers op het gebied van geëngageerde oppervlakken om de oppervlaktefunctionaliteit en morfologische verandering met het zelf-assemblage fenomeen en de juiste oppervlaktebehandeling te verkennen.

Hoewel deze methode inzicht kan geven in de wijziging van de oppervlaktemorfologie en bevochtigbaarheid, kan het ook worden toegepast op andere toepassingen zoals weefsel via scalpel, omgevingsfilters, katalysatorverstoorders of met diffuus optiek, vanwege zijn grotere schaal poreuze structuren.