Summary
एक प्लाज्मा प्रेरित polymerization प्रक्रिया बहुलक झिल्लियों पर सतह शुरू की polymerization के लिए वर्णित है. Photochromic पदार्थों के साथ grafted बहुलक के आगे postmodification प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की पारगम्यता माप के संचालन के लिए एक प्रोटोकॉल के साथ प्रस्तुत किया है.
Abstract
वाणिज्यिक उपलब्ध ट्रैक धार बहुलक झिल्ली की सतह तनाव को संशोधित करने के लिए, सतह से शुरू की polymerization की एक प्रक्रिया प्रस्तुत किया है. झिल्ली सतह से polymerization 2-hydroxyethyl methacrylate (हेमा) की एक methanolic समाधान के साथ झिल्ली सतह प्रतिक्रिया द्वारा पीछा किया झिल्ली की प्लाज्मा उपचार, से प्रेरित है. विशेष ध्यान से पहले सतह पर polymerization के लिए प्लाज्मा उपचार के लिए प्रक्रिया मापदंडों को दिया जाता है. उदाहरण के लिए, झिल्ली के विभिन्न प्रकार (उदाहरण के लिए पॉलिएस्टर, पॉली कार्बोनेट, polyvinylidene फ्लोराइड) पर प्लाज्मा उपचार के प्रभाव का अध्ययन किया है. इसके अलावा, सतह grafted झिल्ली के समय पर निर्भर स्थिरता संपर्क कोण माप से दिखाया गया है. इस तरह से पाली (2 hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) कलम बांधने का काम करते हैं, सतह आगे वांछित पदार्थ की एक कार्बोक्जिलिक एसिड समारोह के साथ बहुलक की शराब आधा भाग के एस्टरीफिकेशन द्वारा संशोधित किया जा सकता है.इन प्रतिक्रियाओं इसलिए झिल्ली सतह के functionalization के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, झिल्ली की सतह तनाव बदला जा सकता है या प्रस्तुत प्रकाश जवाबदेही के एक वांछित कार्यशीलता डाला जा सकता है. यह एक प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की ओर जाता है जो एक कार्बोक्जिलिक एसिड क्रियाशील spirobenzopyran यूनिट के साथ PHEMA प्रतिक्रिया द्वारा प्रदर्शन किया है. विलायक के चुनाव postmodification कदम में एक प्रमुख भूमिका निभाता है और इस पत्र में अधिक विस्तार से चर्चा की है. ऐसे functionalized झिल्ली की पारगम्यता माप एक बाहरी प्रकाश स्रोत के साथ एक फ्रांज सेल का उपयोग करते हुए प्रदर्शन कर रहे हैं. यूवी श्रृंखला, को दिखाई से प्रकाश की तरंगदैर्ध्य परिवर्तित करने से जलीय कैफीन समाधान की पारगम्यता के एक बदलाव मनाया जाता है.
Introduction
सामग्री की प्लाज्मा संशोधन कई औद्योगिक क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया बन गया है. सामग्री के थोक संपत्ति को बदलने के बिना सतहों और सतहों की functionalization की सफाई प्लाज्मा उपचार सतह विज्ञान 1-8 में एक आवश्यक प्रक्रिया बना दिया है.
पॉलिमर की प्लाज्मा उपचार homolytic बंधन दरार में परिणाम है. इस polymeric सामग्री का एक किनारा करने और कट्टरपंथी अमीर सतहों के गठन की ओर जाता है. ऑक्सीजन के अणुओं युक्त प्लाज्मा का उपयोग करके, सतह ऑक्सीजन अमीर बन जाता है और 9-11 इस प्रकार अधिक हाइड्रोफिलिक. हालांकि, सतहों के hydrophilicity समय 12 से अधिक स्थिर नहीं है. दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ाने के क्रम में, प्लाज्मा इलाज सतह रासायनिक 13-15 के बाद या प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान संशोधित किया जा सकता है. इस उपचार सामान्य रूप से प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान गैस चरण में एक प्रतिक्रियाशील मोनोमर प्रजातियों जोड़कर किया जाता है, इन monomers तो भाजनबहुलक सतह का बनाया कण से. रासायनिक उपचार एक nonvolatile मोनोमर के साथ किया जाता है, तो बहुलक ग्राफ्टिंग प्लाज्मा संशोधन के बाद जगह ले गया है. कण सतह पर गठन कर रहे हैं के बाद एक नियंत्रित ग्राफ्टिंग प्रदर्शन करने के लिए आदेश में, एक प्लाज्मा सेटअप नियंत्रित परिस्थितियों 12,16 के तहत समाधान में सतह से प्लाज्मा शुरू की सतह प्रेरित polymerization की अनुमति देता है, जो वर्णन किया गया है.
प्रस्तुति ट्रैक धार बहुलक झिल्ली 12,17 के संशोधन पर केंद्रित है. इन झिल्ली की सतह तनाव को संशोधित करके, पारगम्यता दर 12 अलग किया जा सकता है. यह साफ है और तेजी से प्रक्रिया बहुलक झिल्ली के थोक संपत्ति को बदलने के बिना पूरे झिल्ली सतह को कवर किया, जो बहुत पतली परत (<5 एनएम), के निर्माण की अनुमति देता. कारण प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान किनारा करने के लिए, ट्रैक धार झिल्ली ताकना व्यास थोड़ा 12 में वृद्धि. किनारा दर dependi हैबहुलक पर एनजी और एक रेखीय व्यवहार किया है.
प्रतिक्रियाशील कार्य समूहों के साथ monomers का उपयोग करते समय, कलमी पॉलिमर आगे क्रियाशील किया जा सकता है. यह एक कार्बोक्जिलिक एसिड क्रियाशील spiropyran साथ एक PHEMA-grafted झिल्ली की postmodification द्वारा प्रदर्शन किया है. यूवी प्रकाश के साथ विकिरणित जब spiropyran एक merocyanine प्रजातियों में परिणत करने के लिए जाना जाता है, क्योंकि यह एक photochromic सतह में यह परिणाम है. spiropyran प्रपत्र दृश्य प्रकाश के साथ merocyanine फॉर्म (चित्रा 1) 18,19 irradiating द्वारा पुनर्स्थापना किया जा सकता है. Merocyanine फॉर्म spiropyran राज्य से अधिक ध्रुवीय है, कोटिंग की सतह तनाव प्रकाश 20 के साथ शुरू हो सकता है. सतह तनाव में परिवर्तन जलीय समाधान की दिशा में झिल्ली की पारगम्यता प्रतिरोध को प्रभावित करती है. कैसे इन प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की पारगम्यता परीक्षण करने के लिए सेट अप दिखाया जाएगा और पारगम्यता प्रतिरोध में महत्वपूर्ण परिवर्तन (मैं कमी97% से पता पारगम्यता प्रतिरोध) का प्रदर्शन किया है. इस तरह की एक झिल्ली एक दवा वितरण सेटअप में या स्मार्ट संवेदन प्रणाली में एकीकृत किया जा सकता है.
Spirobenzopyran यौगिक 1 चित्रा 1. Photoisomerization.
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Protocol
1. प्लाज्मा द्वारा आरंभ Polymerization
- मोनोमर समाधान की तैयारी.
- 200 मिलीलीटर पानी में और एक को अलग कीप में हेक्सेन (100 मिलीलीटर) के साथ 3x धो, हेमा (0.718 मोल 100 मिलीलीटर) भंग. सोडियम क्लोराइड के साथ जलीय चरण तर और Diethyl ईथर (50 मिलीग्राम) के साथ हेमा निकाल सकते हैं. 4 MgSO से अधिक जैविक चरण सूखी और vacuo में विलायक (100 एम्बार, 40 डिग्री सेल्सियस) को हटा दें. कम दबाव के तहत हेमा गढ़ने (15 एम्बार, 99 डिग्री सेल्सियस).
- धारा 1.1.1 में उत्पादन अवरोध करनेवाला मुक्त हेमा की 0.62 एम methanolic समाधान तैयार करें. एक एक गर्दन कुप्पी में समाधान की 30 मिलीलीटर डालो और 1 घंटे के लिए समाधान के माध्यम से एर बुदबुदाती द्वारा ऑक्सीजन खत्म.
- भूतल प्रेरित polymerization.
- स्थिति एक दूसरे के बगल प्लाज्मा चैम्बर में दो polycarbonate झिल्ली (चित्रा 2). गैस चरण की ओर इशारा करते हुए झिल्ली का चमकदार पक्ष रखें.
- आह को प्लाज्मा चैम्बर कनेक्ट5 मिनट के लिए igh निर्वात (20 एम्बार). वैक्यूम करने के लिए वाल्व बंद करो और आर्गन और ऑक्सीजन गैस से जुड़ा है और 15 sccm आर्गन और 2.5 sccm ऑक्सीजन के साथ 2 घंटे के लिए इस मिश्रण के साथ चैम्बर शुद्ध है, जो अन्य वाल्व, खोलें.
- प्लाज्मा आरंभ और (polycarbonate झिल्ली के लिए: 12 डब्ल्यू) वांछित शक्ति को शक्ति को कम करने और प्लाज्मा के साथ 4 मिनट के लिए झिल्ली का इलाज. इसी वाल्व खोलने के द्वारा कक्ष के साथ मोनोमर समाधान कनेक्ट करें. प्लाज्मा बंद कर और कक्ष खाली.
- इसी वाल्व खोलने के द्वारा कक्ष के साथ मोनोमर समाधान कनेक्ट और चेंबर में समाधान डालना. झिल्ली मोनोमर समाधान के साथ आते हैं कि सुनिश्चित करें. आर्गन से जुड़े वाल्व खोलने और 20 डिग्री सेल्सियस (वातानुकूलित कक्ष) में 12 घंटे के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण की दुकान.
- मोनोमर समाधान निकालें. 5 मिनट के लिए एक अल्ट्रासोनिक स्नान में मेथनॉल के साथ झिल्ली धो लें. पानी से धोने की प्रक्रिया को दोहराएँ.
- में झिल्ली सूखीvacuo 2 घंटे के लिए आणविक sieves खत्म.
2. लेपित झिल्ली की Postmodification
- Tert-butylmetylether में और डाइमिथाइल aminopyridine (DMAP) (33 मिलीग्राम, 0.27 mmol);, एन, एन dicyclohexylcarbodiimide (डीसीसी) (0.27 mmol 55 मिलीग्राम); spirobenzopyran 1 का एक समाधान (चित्रा 1) (0.27 mmol 100 मिलीग्राम) तैयार करें (TBME) (12 एमएल).
- एक दौर नीचे कुप्पी में एक रक्षा दोषी बार और एक रक्षा ग्रिड रखें. कुप्पी से सूखी और आर्गन साथ कुप्पी बाढ़.
- लेपित झिल्ली द्वारा पीछा कुप्पी में समाधान डालो.
- 12 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर धीरे हलचल.
- समाधान निकालें और 5 मिनट के लिए एक अल्ट्रासोनिक स्नान में tert-butylmetylether साथ झिल्ली धो लो. इथेनॉल और पानी से धोने की प्रक्रिया को दोहराएँ.
- 2 घंटे के लिए आणविक sieves अधिक vacuo में झिल्ली सूखी.
3. सतह तनाव माप
- नमूनों की दीर्घकालिक स्थिरता परीक्षण के लिए तीन अलग 0 के बाद झिल्ली के धब्बे, 1, 2, 3, 7, 14, और 21 दिनों में संपर्क कोण को मापने.
4. Photochromic झिल्ली की पारगम्यता परीक्षण
- पानी के साथ फ्रांज प्रसार सेल (12 एमएल) के रिसेप्टर चैम्बर भरें.
- एक फ्रांज प्रसार सेल में झिल्ली को ठीक करें. झिल्ली रिसेप्टर चैंबर के पानी के साथ संपर्क में है कि सुनिश्चित करें. एक जलीय कैफीन समाधान (; 3.0 मिलीलीटर 20 मिमी) के साथ दाता कक्ष (झिल्ली के शीर्ष पर चैम्बर) भरें. सफेद रोशनी के साथ दाता कक्ष (चित्रा 3) के ऊपर से झिल्ली चमकाना. रिसेप्टर सेल से नमूने (200 μl) लीजिए; लिए200 एनएम के एक ताकना व्यास के साथ अनुसंधान ट्रैक धार पॉली कार्बोनेट झिल्ली के नमूने, हर 10 मिनट इकट्ठा.
- 4.2 कदम में वर्णित के रूप में प्रयोग दोहराने. लेकिन पूरे पारगम्यता परीक्षण के दौरान यूवी प्रकाश (366 एनएम, 80 डब्ल्यू / एम 2) के साथ झिल्ली चमकाना.
- एकत्र नमूनों की कैफीन सांद्रता का निर्धारण.
- एक यूवी / विज़ स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग (एमएल 0.05 मिलीग्राम / और 1.5 मिमी / एल) के बीच 15 अलग कैफीन सांद्रता के साथ एक अंशांकन वक्र प्लॉट. 293 एनएम पर जांचना.
- अंशांकन वक्र का उपयोग कर एकत्र नमूनों में से प्रत्येक की एकाग्रता का निर्धारण.
- बनाम निर्धारित एकाग्रता प्लॉट. एकत्र नमूनों का समय. अंक के माध्यम से एक रेखीय फिट बनाने और ढलान से Δc निर्धारित करते हैं.
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Representative Results
खोदना दर समय के विभिन्न अवधियों के बाद झिल्ली वजन द्वारा पीछा किया जा सकता. चित्रा 4 से देखा जा सकता है, खोदना दर पॉलिएस्टर, polyvinylidene फ्लोराइड के लिए इस प्रकार है, और polycarbonate जन हानि बनाम खोदना समय के रैखिक संबंध की ढलान से निर्धारित किया जा सकता है, जो एक रेखीय खोदना दर, झिल्ली. चित्रा 4 में दिखाया गया है, पॉली कार्बोनेट झिल्ली सभी तीन बहुलक झिल्ली की सबसे कम दर खोदना दिखा. नक़्क़ाशी का एक परिणाम यह ताकना व्यास में परिवर्तन है. के बारे में 20% 12,17 से प्लाज्मा उपचार वृद्धि के बाद pores के व्यास. बाद बहुलक कलम बांधने का काम दूसरे हाथ पर 1-4 एनएम 12 की बहुत पतली बहुलक परत की वजह से है जो ताकना व्यास, पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव है. सबसे महत्वपूर्ण बात है, पूरी प्रक्रिया झिल्ली का ताकना संरचना को प्रभावित नहीं करता है.
पूरी प्रक्रिया कोटिंग आसानी Meas पीछा किया जा सकतासंपर्क कोण uring. मूल polycarbonate झिल्ली वाणिज्यिक उपलब्ध पॉली कार्बोनेट झिल्ली की polyvinylpyrrolidone (PVP) कोटिंग की वजह से है, जो के बारे में 60 डिग्री के एक कम कोण से संपर्क किया है. प्लाज्मा उपचार के दौरान किनारा पीवीपी कोटिंग नष्ट कर देता है और बहुलक कलम बांधने का काम पहले परिणामस्वरूप संपर्क कोण के कारण ऑक्सीजन युक्त प्लाज्मा (25 डिग्री) अधिक हाइड्रोफिलिक हो जाता है. अस्थिर सतह अधिक और (21 दिनों के बाद 80 डिग्री) समय के साथ अधिक हाइड्रोफोबिक 12 हो जाता है. इसके बाद PHEMA ग्राफ्टिंग झिल्ली के छेद के आकार पर भी निर्भर करता है, के बारे में 90 डिग्री के कोण से संपर्क के साथ एक परत की ओर जाता है. चित्रा 5 (0.2 माइक्रोन और 1 माइक्रोन से ताकना व्यास के साथ) uncoated झिल्ली और PHEMA grafted झिल्ली के बीच संपर्क कोण में अंतर दिखाया गया है. 6 से पता चलता है समय की तुलना में एक PHEMA लेपित polycarbonate झिल्ली के साथ ही संपर्क कोण चित्रा. यह संपर्क कोण करता है कि स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा हैएक लंबे समय तक स्थिर कोटिंग के लिए एक संकेत है जो समय, के साथ बदल नहीं. मिश्रित 1 के साथ postmodification 100 डिग्री के लिए संपर्क कोण बढ़ जाती है. हालांकि, spirobenzopyran (चित्रा 1) यूवी प्रकाश के साथ रोशन से अधिक ध्रुवीय merocyanine प्रजातियों में स्थानांतरित किया जा सकता है, और इस बदलाव 90 ° करने के लिए फिर से झिल्ली सतह का संपर्क कोण कम कर देता है.
झिल्ली की पारगम्यता एक फ्रांज प्रसार सेल (चित्रा 3) का उपयोग कर मापा जाता है. नमूने झिल्ली की पारगम्यता प्रतिरोध का निर्धारण करने के लिए रिसेप्टर कक्ष से ले रहे हैं. spirobenzopyran संशोधित झिल्ली की झिल्ली पारगम्यता यूवी प्रकाश विकिरण के अधीन और सफेद प्रकाश विकिरण के अधीन अध्ययन किया है. चित्रा 7 से देखा जा सकता है झिल्ली सफेद रोशनी के साथ प्रबुद्ध है जब, पारगम्यता परिवर्तन के विरोध में 97% तक कम हो जाती है. यह एक प्रकाश जिम्मेदारी की उपस्थिति को दर्शाता हैझिल्ली लिया.
इसके अलावा, यह फ्रांज प्रसार सेल के लिए एक अतिरिक्त प्रकाश स्रोत (चित्रा 3) संलग्न करने के लिए संभव है. इस डिवाइस में ऑप्टिकल फाइबर बंडलों एक तेजी से एक से दूसरे तरंगदैर्ध्य से स्विच की अनुमति देता है जो एक सफेद रोशनी और पराबैंगनी प्रकाश (360 एनएम) स्रोत, से जुड़े हैं. ऑप्टिकल फाइबर विकिरण के दौरान तापमान बनाए रखने के बाद से तापमान में कोई वृद्धि सफेद रोशनी रोशनी या तो द्वारा या पराबैंगनी प्रकाश रोशनी से मनाया जाता है.
चित्रा 2. टी वह क्रमश: कक्ष के अंदर दो स्थान पर झिल्ली और निर्वात और गैस का मिश्रण करने के दो वाल्व, साथ चैम्बर प्लाज्मा.
चित्रा 3. . (यूवी प्रकाश यहाँ) रिसेप्टर कक्ष (नीचे) और दाता कक्ष (ऊपर) के बीच तय की झिल्ली के साथ फ्रांज प्रसार सेल प्रकाश स्रोत फ्रांज प्रसार सेल के शीर्ष पर तय हो गई है.
चित्रा 4. विभिन्न पॉलिमर से मिलकर झिल्ली के डब्ल्यू 10 पर दर खोदना.
चित्रा 5. जब झरझरा पॉली कार्बोनेट झिल्ली (ऊपरी आरओ एक छोटी बूंद पानी के संपर्क कोण में परिवर्तनडब्ल्यू: 0.2 माइक्रोन ताकना व्यास, कम पंक्ति: 1 माइक्रोन ताकना व्यास) प्लाज्मा प्रेरित polymerization (बाईं ओर के माध्यम से PHEMA साथ लेपित हैं: polymerization से पहले, दाएं: polymerization के बाद).
चित्रा 6. PHEMA का संपर्क कोण माप कोटिंग की लंबे समय स्थिरता दिखा झिल्ली grafted.
एक सफेद प्रकाश विकिरणित झिल्ली के माध्यम से और एक यूवी प्रकाश के माध्यम से जलीय कैफीन समाधान (20 मिमी) का आंकड़ा 7. पारगम्यता माप झिल्ली विकिरणित.
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Discussion
प्लाज्मा प्रक्रिया आयनित आर्गन के कारण होता है जो एक बैंगनी गैस पैदा करता है. एक नारंगी रंग एक रिसाव से अवांछित नाइट्रोजन की उपस्थिति का संकेत होगा. प्लाज्मा प्रक्रिया केवल सतह पर कण फार्म लेकिन यह भी झिल्ली 7,12 etches नहीं है. बहुत ज्यादा नक़्क़ाशी झिल्ली की पारगम्यता को प्रभावित करेगा, जो काफी ताकना व्यास बदल सकते हैं. प्रस्तुत सेटअप के नियंत्रित स्थितियों की प्रतिक्रिया प्लाज्मा शुरू की कलम बांधने का काम प्रक्रिया के reproducibility बढ़ाने की अनुमति. फिर भी, प्लाज्मा चैम्बर में झिल्ली की सही स्थिति अभी भी वजह से प्लाज्मा के inhomogeneity को सतह पर गठित कण के घनत्व को प्रभावित कर सकते हैं. बढ़त दर भी लागू शक्ति पर और सटीक गैस संरचना पर निर्भर है.
ऐसी पतली कोटिंग्स के लक्षण वर्णन के कारण वाणिज्यिक झिल्ली का तुलनात्मक रूप से किसी न किसी सतह को तुच्छ नहीं है. 12,21 से पहले वर्णित है, परतमोटाई ellipsometry और XPS प्रयोगों का उपयोग करके निर्धारित किया गया था. एक फ्लैट सतह का विश्लेषण करने के लिए, पॉली कार्बोनेट स्पिन में लिपटे मॉडल पॉली कार्बोनेट सतहों के रूप में सी वेफर्स पर था. इन पॉली कार्बोनेट कोटिंग्स तो वर्णित प्रक्रिया में पॉली कार्बोनेट झिल्ली के रूप में इलाज किया गया. इसके अलावा, multiphoton माइक्रोस्कोपी अध्ययन झिल्ली के केवल बाहरी सतह लेपित या है अगर मूल्यांकन करने के लिए एक बहुत ही मूल्यवान माप तकनीक होने का पता चला परत के रूप में अच्छी तरह से 21 pores में जगह ले ली है.
कारण कार्य समूहों के साथ यादृच्छिक polymerization के उच्च संगतता के लिए, acrylates की एक व्यापक विविधता monomers के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. इस कार्य समूहों के साथ monomers के उपयोग की अनुमति देता है. वर्तमान उदाहरण में, शराब समूह एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह के साथ एस्टरीकृत किया जा सकता है. कलम बांधने का काम प्रक्रिया की सीमा का इस्तेमाल किया जा सकता है कि विलायक है. Polycarbonate झिल्ली ऐसे एथिल एसीटेट, tetrahydrofuran, Chlo के रूप में कई कार्बनिक विलायकों में घुल के बाद सेroform, या एसीटोन, इन सॉल्वैंट्स polymerization के लिए और साथ ही बाद में postmodification प्रक्रिया के लिए नहीं होना चाहिए. उपयुक्त विलायकों जल रहे हैं, ऐसे मेथनॉल, इथेनॉल, propanol, स्निग्ध और ऐसे हेक्सेन, xylene, और कुछ ethers रूप खुशबूदार सॉल्वैंट्स के रूप में एल्कोहल. मोनोमर समाधान की एकाग्रता काफी कोटिंग मोटाई परिवर्तन नहीं करता है. इसलिए इस प्रक्रिया मोटी कोटिंग्स के गठन के लिए अनुकूल नहीं है. हालांकि, पतली परत से थोक लचीला झिल्ली के लचीलेपन को प्रभावित किए बिना कोटिंग सामग्री के रूप में भंगुर और कठोर पॉलिमर (जैसे. PMMA) के उपयोग की अनुमति देता है. पहले से दिखाया गया है, बहुलक भी सहपॉलिमरों 17 फार्म करने के लिए अलग monomers के हो सकते हैं.
Polycarbonate झिल्ली थोड़ा Diethyl ईथर में पहुँच जाती है के बाद से, TBME postmodification प्रक्रिया के लिए वर्तमान मामले में प्रयोग किया जाता है. postmodification ई के लिए युग्मन एजेंट के रूप में के रूप में विलायक TBME और डीसीसी का उपयोग कर कमरे के तापमान पर जगह लेता हैspirobenzopyran परिसर 1 17 की कार्बोक्जिलिक एसिड आधा भाग के साथ शराब की sterification. Nonpolar विलायक के रूप में TBME ताकना दीवारों गीला नहीं करता, केवल बाहरी झिल्ली सतह spirobenzopyran साथ क्रियाशील है. postmodification प्रक्रिया भी सतह से सतह तनाव को बदलने के लिए या सतह 12 पर अन्य functionalities लाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. का प्रदर्शन उदाहरण एक प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली में झिल्ली को संशोधित करता है. पीएच, तापमान, रासायनिक यौगिकों या बिजली जैसे अन्य उत्तेजनाओं के लिए जवाबदेही मान लेने योग्य है.
प्रदर्शन विधि के साथ, एक प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली कैफीन की पारगम्यता दर के विषय में एक उल्लेखनीय प्रतिक्रिया के साथ तैयार है. Spirobenzopyran इकाई एक कदम में हेमा के साथ copolymerized है जब दिलचस्प बात यह है, प्रतिक्रिया 17 में काफी कम है. कोटिंग ताकना व्यास (पानी में सूजन भी हो), के परिवर्तन से बहुत पतली है के बाद सेताकना व्यास पारगम्यता में बदलाव के लिए कारण के रूप में बाहर रखा जा सकता है. अधिक ध्रुवीय merocyanine इसकी कम ध्रुवीय spiropyran राज्य की तुलना में पानी में बेहतर grafted बहुलक प्रफुल्लित होगा के बाद से वैसे भी, एक उलट तस्वीर स्विच तो उम्मीद होगी. पारगम्यता में बदलाव के लिए कारण पहले 12 के रूप में दिखाया जलीय प्रणालियों की पारगम्यता दर को परिभाषित करता है जो सतह तनाव में परिवर्तन है.
उत्तेजनाओं उत्तरदायी झिल्ली के इस तरह switchable दवा वितरण प्रणाली में या स्मार्ट सेंसर सिस्टम में आवेदन पत्र प्राप्त कर सकते हैं. इस तरह एक स्मार्ट दवा वितरण प्रणाली अपरिपक्व नवजात शिशुओं में 21 की एपनिया को रोकने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली इस्तेमाल किया जा सकता है जिसमें अन्य क्षेत्रों, जैव प्रौद्योगिकी, microfluidics या प्रकाश संचालित आणविक शटल 22 के लिए कर रहे हैं.
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
Acknowledgments
इस काम के लिए आर्थिक रूप से स्विस राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (- स्मार्ट सामग्री NRP 62) द्वारा समर्थित किया गया. इसके अलावा बी Hanselmann, लालकृष्ण Kehl, यू Schütz और बी LEUTHOLD का समर्थन है स्वीकार किया.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-Hydroxyethyl methacrylate, 97% | Sigma-Aldrich | 128635 | |
| Hexane 99% | Biosolve | ||
| Magnesium sulfate (MgSO4, anhydrous) | Sigma-Aldrich | M7506 | |
| Methanol, 99% | Sigma-Aldrich | 14262 | dried over molecular sieves |
| N,N-Dicylcohexylcarbodiimide, 99% | Sigma-Aldrich | D8002 | |
| Dimethyl aminopyridine, 99% | Sigma-Aldrich | 107700 | |
| Tert-butylmethylether, 98% | Fluka | 306975 | |
| Polycarbonate membrane | Whatman | Nanopore Track Etched (TE) (1.0 μm, 0.2 μm, 0.1 μm, 50 nm, 30 nm, and 15 nm pore diameter; 47 mm or 25 mm membrane diameter) | |
| Caffeine (reagent plus) | Sigma-Aldrich | C0750 | |
| Franz diffusion cell (12 ml) | SES-Analysesysteme | 6C010015 | 15 mm unjacheted Franz Cell, 12 ml Receptor volume, Flat ground, clear glass, stirbar and clamp |
| UV-Lamp | UV irradiation (366 nm, 15 W/m2) | ||
| White light lamp | White light irradiation (500 W bulb) | ||
| UV/Vis spectrophotometer | Varian 50Bio/50MPR | ||
| Polyester membranes | Sterlitech | PET0225100 | Polyester Membrane Filters, 0.2 μm pore diameter, 25 mm diameter |
| Polyvinylidene fluoride membranes | Millipore | PVDF Membranes Durapore (0.22 μm pore diameter; 47 mm membrane diameter) | |
| Argon (99.9995%) | Alphagaz | ||
| Dressler Cesar RF Power Generator | Plasma chamber setup | ||
| MKS Multi Gas Controller 647C | Plasma chamber setup | ||
| MKS Mass-Flow controllers | Plasma chamber setup | ||
| Vacuubrand RE 2.5 rotary vane vacuum pump | Plasma chamber setup | ||
| Contact angle measurement device | Krüss | G10 | |
| Balances | Mettler Toledo | AB204-S and Mettler ME30 |
References
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