Fabricação de superfícies reativas com escova, como filmes de quitosana de polímeros co bloco Azlactone-acrescida e

Resumo

Métodos de fabricação de superfície por deposição estampada de pincéis grossos nanômetros ou mícrons de espessura, filmes de quitosana de um polímero de co azlactone bloco são relatados. Passos críticos experimentais, resultados representativos e limitações de cada método são discutidas. Esses métodos são úteis para a criação de interfaces funcionais com características físicas adaptadas e reatividade de superfície ajustável.

Resumo

Neste trabalho, métodos de fabricação que geram novas superfícies usando o bloco baseado em azlactone co polímero, poli (metacrilato de glicidílicos) -bloco- poli (vinil azlactone de dimetil) (PGMA -b- PVDMA), são apresentados. Devido a alta reatividade do azlactone grupos amina, tiol e grupos hidroxila, PGMA -b- PVDMA as superfícies podem ser modificadas com moléculas secundárias para criar interfaces quimicamente ou biologicamente funcionais para uma variedade de aplicações. Relatórios anteriores de interfaces padronizadas PGMA -b- PVDMA utilizaram técnicas tradicionais de cima para baixo de padronização que geram filmes não-uniforme e químicas de fundo mal controlada. Aqui, descrevemos técnicas de padronização personalizados que permitem a deposição precisa de altamente uniforme PGMA -b- PVDMA filmes em fundos que são quimicamente inertes, ou que têm propriedades de repelente de biomolécula. Importante, esses métodos são projetados para depósito PGMA -b- PVDMA filmes em uma maneira que preserve completamente azlactone funcionalidade através de cada etapa de processamento. Filmes estampados mostram espessuras bem controladas que correspondem às escovas de polímero (~ 90 nm) ou a estruturas de quitosana altamente (~ 1-10 μm). Padrões de pincel são gerados usando qualquer à decolagem parylene ou interface dirigida métodos de montagem descritos e são úteis para modulação precisa da reatividade geral química de superfície, ajustando também a PGMA -b- PVDMA padrão densidade ou o comprimento do bloco VDMA. Em contraste, o grosso, quitosana PGMA - padrões de PVDMA -bsão obtidos usando uma técnica de impressão micro contacto personalizada e oferecem a vantagem de maior carga ou captura de material secundário devido à maior área de superfície para rácios de volume. Etapas detalhadas experimentais, caracterizações filme crítico e guias de resolução de problemas para cada método de fabricação são discutidos.

Introdução

Desenvolvimento de técnicas de fabricação que permitem controle versátil e preciso da funcionalidade de superfície química e biológica é desejável para uma variedade de aplicações, desde a captura dos contaminantes ambientais para o desenvolvimento da próxima geração biosensores, implantes e dispositivos^1,2de engenharia de tecidos. Polímeros funcionais são excelentes materiais para ajuste de propriedades de superfície através de "enxertia de" ou "enxertia" de técnicas³. Essas abordagens permitem controle de reatividade superficial com base na funcionalidade química do monômero e o peso ....

Protocolo

1. PGMA -b- PVDMA síntese²⁰

1. Síntese do agente de transferência de macro cadeia PGMA (Macro-CTA)
   1. Use um flask de reação de fundo redondo de 250 mL, equipado com uma barra de agitação magnética revestida de politetrafluoretileno.
   2. Combinar a 14,2 g de metacrilato de glicidílicos GMA (142.18 g/mol) com 490,8 mg de trithiocarbonate 2-ciano-2-propil dodecil (CPDT) (346.63 g/mol) e 87,7 mg de 2, 2 '-azobis (4-metoxi-2,4-dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (razão molar de CPDT: V-70 = 5:1) e (100 mL) de benzeno no ar livre redonda balão de fundo.
   3. Desgaseificar a mistura de reação usando argônio e....

Resultados

Medições de ângulo de contato podem ser usadas para avaliar a functionalization de silício com PGMA-b-PVDMA. Figura 1 mostra o ângulo de contato do substrato silício durante as etapas de processamento diferente. Comportamento hidrofílico de substrato de silício o plasma limpada é mostrado na figura 1B. O ângulo de contacto após rodada de polímero revestimento e recozimento é 75° ± 1°(figura 1

Discussão

Este artigo apresenta três abordagens para padronização PGMA -b- PVDMA, cada um com seu conjunto de vantagens e desvantagens. O método de decolagem parylene é um método versátil para padronização bloco co polímeros no micro a resolução da escala nanométrica e tem sido usado como uma máscara de deposição em outros padronização sistemas^33,34,35. Devido a sua adesão de superfície relativamente fraco, o estêncil parylene po.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Material
Etanol, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich		459844-HCL
, 1,019 N em H2O	Fluka Analytical
318949-Acetona, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich	320110-Benzeno
, ≥ 99,9%	Sigma-Aldrich	270709	-
Isopropanol, reagente ACS, ≥ 99,5%	Sigma-Aldrich	190764
	Hexano Fisher Chemical	H292-4-Argônio
	Matheson Gas
G1901175-Tetrahidrofurano (THF), ≥ 99,9%	Sigma-Aldrich
401757-Pluronic F-127	Sigma-Aldrich	P2443-Polidimetil
Siloxano (PDMS) Slygard 184	Dow Corning		4019862-Tricloro
(1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctil) silano (TPS), 97%	Sigma-Aldrich	448931	É tóxico. Trabalhe com ele sob o capô
Clorofórmio anidro, ≥ 99%	Sigma-Aldrich		372978-Positivo
Fotorresistente AZ1512	MicroChemicals	AZ 1512	líquido vermelho-âmbar, densidade 1.083 g/cm3, a etapa de revestimento giratório deve ser feita sob o capô
Desenvolvedor AZ 300 MIF	MicroChemicals	AZ300 MIF	líquido incolor transparente com leve odor de amina e densidade de 1 g/cm3
1,2-Vinil-4,4-dimetil azlactona (VDMA)	Isochem North America, LLC
dodecil tritiocarbonato (CPDT)	Sigma-Aldrich
723037-2,2′-Azobis (4methoxy-2,4-dimetil valeronitrila) (V-70)	Wako Specialty Chemicals	CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8-Parylene
N	Specialty Coating Systems	15B10004	-
Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Equipamento
Parylene Coater	Sistemas de revestimento especiais	SCS Labcoater (PDS 2010)	-
Sistema de alinhamento de máscara	Neutronix Quintel	NXQ8000	-
Oxygen Plasma Etcher	Oxford Instruments	Plasma Lab System 100-Surface
Profilometer	Veeco	Dektak 150	O tipo de varredura era uma colina padrão. A duração e a força do exame foram de 120 s e 1 mg, respectivamente.
Microscópio Vertical de Campo Claro	Olympus Corporation	BX51-Plasma	de
Oxigênio  Limpador	Harrick Plasma	PDC-001-HP-Atenuado
Refletância Total Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (ATR-FTIR)	Perkin Elmer	ATR-FTIR 100-Microscopia	de
Força Atômica (AFM)	PicoPlus	Microscópio de força atômica Picoplus	Amortecedores Veeco MLCT-E com uma constante de mola de 0,5 N/m. As velocidades de varredura variaram entre 0,25 e 1 Hz.
Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM)	Hitachi Science Systems Ltd., Tóquio, Japão	-	de
Trabalho de Ferramentas Rotativas	Dremel	Modelo 220-01-Spin
Coater	Smart Coater	SC100	-
Forno a Vácuo	Yamato Scientific Co.	PCD-C6(5)000)	-
Cromatografia de Exclusão de Tamanho (SEC)	Módulo de Separações Waters Alliance 2695	720004547ENdetector	de
Índice de Refração (RI)	Modelo Waters	2414-Detector
de Matriz de Fotodiodos	Modelo	Waters 2996, Detector	716001286-Multi-ângulo
(MALS)	Wyatt Technology	miniDAWN TREOS II-Viscosímetro
	Wyatt Technology	Viscostar-PLgel
5 µ m colunas mistas em C (300 x 7,5 mm)	Agilent	5 µ m colunas C-misto-Elipsômetro
	J. A. Woollam	alpha-SE	modelo Cauchy, camadas PGMA e PVDMA apresentaram índices de refração de 1,50 e 1,52 a 632 nm
Sonicador ultrassônico	Fischer Scientific	FS-110H	-

VDMA-2-ciano-2-propil Estação de Espalhamento de Luz