Method Article

Fırça benzeri ile reaktif yüzeyler imalatı ve Azlactone Functionalized blok ortak polimerler çapraz filmleri

DOI:

10.3791/57562

⸱

June 30th, 2018

 ,  ,  , 
1Chemical Engineering Department, Kansas State University, 2Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yüzey imalat yöntemleri nanometre kalın fırçalar veya mikron kalınlığında desenli birikimi, bir azlactone blok kopolimer çapraz filmler için raporlanır. Kritik deneysel adımlar, temsilcisi sonuçları ve her yöntemi sınırlamaları ele alınmıştır. Bu yöntemleri özel fiziksel özellikleri ve akort yüzey reaktivitesi ile fonksiyonel arayüzleri yaratmak için yararlıdır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu kağıt, roman yüzeyleri azlactone tabanlı blok kopolimer, poli (glycidyl metakrilat) kullanarak oluşturmak imalat yöntemleri -blok- poli (vinil dimetil azlactone) (PGMA -b- PVDMA), sunulmaktadır. Nedeniyle yüksek reaktivite Amin, thiol ve hidroksil grupları doğru azlactone gruplarının PGMA -b- PVDMA yüzeyler çeşitli uygulamalar için kimyasal veya biyolojik olarak functionalized arabirimleri oluşturmak için ikincil molekülleri ile değiştirilebilir. Önceki raporlar arayüzlerin desenli PGMA -b- PVDMA üniform olmayan filmler ve kötü kontrollü arka plan kimyaları oluşturmak geleneksel yukarıdan aşağıya desenlendirme tekniklerini kullanmış. Burada, son derece düzgün PGMA -b- PVDMA filmlerde bu kimyasal olarak etkisiz olan veya biomolecule keşfedilmeden özellikleri olan arka planlar kesin birikimi etkinleştirmek özelleştirilmiş desenlendirme tekniklerini açıklar. Önemlisi, bu yöntemler için depozito PGMA -b- PVDMA filmleri tamamen her işlem adımını yoluyla azlactone işlevleri korur bir şekilde tasarlanmıştır. Desenli filmler göstermek polimer fırçalar için karşılık gelen iyi kontrollü kalınlıkları (~ 90 nm) veya son derece çapraz yapılarına (~ 1-10 mikron). Fırça desenleri parilen kalkış kullanarak oluşturulur veya arabirim yönetmen açıklanan derleme yöntemleri ve genel olarak kimyasal yüzey reaktivitesi kesin modülasyon için yararlı olan her iki PGMA -b- PVDMA desen yoğunluğu ayarlayarak veya VDMA blok uzunluğu. Buna ek olarak, kalın, çapraz PGMA -b- PVDMA desen özelleştirilmiş bir mikro-iletişim baskı tekniği kullanılarak elde edilen ve daha yüksek yükleme yararına veya yakalama ses oranlarına daha yüksek yüzey alanı nedeniyle ikincil malzeme sunmak. Ayrıntılı deneysel adımlar, kritik film karakterizasyonu ve her imalat yöntemi için LNB'ler kılavuzları ele alınmıştır.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kimyasal ve biyolojik yüzey işlevsellik çok yönlü ve tam denetim için izin imalat teknikleri geliştirme uygulamalardan yakalama çevre kirletici gelecek nesil gelişimi için çeşitli için arzu edilir biyosensörler, nakil ve aygıtları1,2mühendislik doku. Fonksiyonel Polimerler "dan aşılama" veya "teknikleri3aşılama" aracılığıyla yüzey özelliklerini ayarlamak için mükemmel malzemelerdir. Bu yaklaşımlar monomer kimyasal işlevselliğini ve molekül ağırlığı polimer4,5,6dayalı yüzey reaktivitesi kontrolü....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. PGMA -b- PVDMA sentezi20

  1. PGMA makro-zinciri Aktarım Aracısı (makro-CTA) sentezi
    1. Bir manyetik heyecan Politetrafloroetilen kaplı bar ile donatılmış bir 250 mL yuvarlak alt tepki flask kullanın.
    2. Glycidyl metakrilat GMA 14,2 gr birleştirmek (142.18 g/mol) 490.8 mg 2-cyano-2-propil Lauryl trithiocarbonate (CPDT) ile (346.63 g/mol) ve 87,7 mg 2, 2 '-azobis (4-metoksi-2,4-dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (CPDT molar oranı: V-70 = 5:1) ve benzen (100 mL) hava alt şişe ücretsiz içine.
    3. Argon kullanarak tepki karışımı degas ve 30 dk için ilave edin. Daha sonra 30 ° C'de ısı kontrollü yağ bany....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Açı ölçümleri silikon PGMA-b-PVDMA ile functionalization değerlendirmek için kullanılan başvurun. Şekil 1 silikon yüzey temas açısı farklı işlem adımları sırasında gösteriyor. Hidrofilik temizlenmiş plazma silikon substrat davranışını Şekil 1Badımında gösterilir. Kaplama ve tavlama polimer spin sonra 75 ° ± 1 ° kişi açı(şekil 1C) PVDMA için Lokitz ve ark. tarafından bil.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makale PGMA -bdesenlendirme için üç yaklaşım sunar - PVDMA, her biri kendi avantajları ve dezavantajları kümesi. Parilen kalkış yöntemi blok ortak polimerler, nano çözünürlük mikro desenlendirme için çok yönlü bir yöntemdir ve ifade maske diğer desenlendirme sistemleri33,34,35olarak kullanılmıştır. Onun nispeten zayıf yüzey adezyon nedeniyle parilen şablonu kolayca yüzeyden sonra polimer kaplama arka plan bölgeleri o.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu araştırma Kansas State University tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma bir kısmı için Nanophase malzemeleri Oak Ridge National Laboratory bilimsel Kullanıcı Özellikleri bölümü, temel enerji Bilimler Office ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmektedir Bilimler, merkezinde yapılmıştır.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Malzeme< / güçlü >
etanol, & ge; % 99.5Sigma-Aldrich459844-HCL
, H2O'da 1.019 NFluka Analitik
318949-Aseton, & ge; % 99.5Sigma-Aldrich320110-Benzen
, & ge; % 99.9Sigma-Aldrich270709-
İzopropanol, ACS reaktifi, vb; % 99,5Sigma-Aldrich190764
HekzanFisher KimyasalH292-4-Argon
Matheson Gaz
G1901175-Tetrahidrofuran (THF), > % 99,9Sigma-Aldrich401757-Plüronik
F-127Sigma-AldrichP2443-Polidimetil
Siloksan (PDMS) Slygard 184Dow Corning
(1H,1H,2H,2H-perflorooktil) silan (TPS), %97Sigma-Aldrich448931toksiktir. Kaputun altında onunla çalışın
Susuz Kloroform, > %99Sigma-Aldrich372978-Pozitif
Fotorezist AZ1512MicroChemicalsAZ 1512amber-kırmızı sıvı, yoğunluk 1.083 g/cm3, spin kaplama aşaması kaputun altında yapılmalıdır
Geliştirici AZ 300 MIFMicroChemicalsAZ300 MIFhafif amin kokulu ve 1 g/cm3
yoğunluğa sahip berrak renksiz sıvı1,2-Vinil-4,4-dimetil azlakton (VDMA)Isochem Kuzey Amerika, LLC
dodesil tritiyokarbonat (CPDT)Sigma-Aldrich
723037-2,2 & prime; -Azobis (4metoksi-2,4-dimetil valeronitril) (V-70)Wako Özel KimyasallarCAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8-Parilen
NÖzel Kaplama Sistemleri15B10004-
Name< / strong>Company< / strong>Katalog Numarası< / strong>Comments< / strong>
Equipment< / strong>
Parylene KaplayıcıÖzel Kaplama SistemleriSCS Labcoater (PDS 2010)-
Maske hizalama sistemiNeutronix QuintelNXQ8000-
Oksijen Plazma AşındırıcıOxford Instruments PlazmaLaboratuvar Sistemi 100Yüzeyli
ProfilometreVeecoDektak 150Tarama tipi standart tepe idi. Tarama süresi ve kuvveti sırasıyla 120 s ve 1 mg idi.
Brightfield Dik MikroskopOlympus CorporationBX51-Oksijen
Plazması  TemizleyiciHarrick PlazmaPDC-001-HP-Zayıflatılmış
Toplam Yansıma Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (ATR-FTIR)Perkin ElmerATR-FTIR 100-Atomik
Kuvvet Mikroskobu (AFM)PicoPlusPicoplus atomik kuvvet mikroskobuVeeco MLCT-E 0,5 N/m yay sabiti ile konsollar. Tarama hızları 0,25 ile 1 Hz arasında değişiyordu.
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Japonya-
Döner Alet İş İstasyonuDremelModel 220-01-Spin
KaplayıcıAkıllı KaplayıcıSC100-Vakumlu
FırınYamato Scientific Co.PCD-C6 (5) 000)-
Boyut Dışlama Kromatografisi (SEC)Waters Alliance 2695 Ayırma Modülü720004547EN-Kırılma
İndeksi (RI) dedektörüWatersModel 2414-Fotodiyot
Dizi DedektörüSularModel 2996,716001286-Çok
Açılı Işık Saçılma (MALS) DedektörüWyatt TeknolojisiminiDAWN TREOSII-Viskozimetre
WyattTeknoloji Viscostar-PLgel
5 & mikro; m karışık-C sütunlar (300 x 7,5 mm)Agilent5 &mikro; m karışık-Ckolonları-Elipsometre
J. A. Woollamalpha-SECauchy modeli, PGMA ve PVDMA katmanlarının kırılma indeksleri 632 nm'de 1.50 ve 1.52 idi
Ultrasonik SonikatörFischer ScientificFS-110H-
4019862-Trikloro VDMA-2-siyano-2-propil

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Faia-Torres, A., Goren, T., Textor, M., Pla-Roca, M. Patterned Biointerfaces. Comprehensive biomaterials. , 1st edition, Elsevier publications. 181-201 (2017).
  2. Ogaki, R., Alexander, M., Kingshott, P. Chemical patterning in biointerface science. Materials Today. 13 (4), 22-35 (2010).
  3. Rungta, A., et al. Grafting bimodal....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Azlactone Functionalized PolymersPGMA b PVDMA FilmsParylene Lift offInterface Directed AssemblyMicrocontact PrintingPolymer Brush FormationCrosslinked Polymer FilmsSurface FunctionalizationPlasma TreatmentSpin Coating

Related Articles