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Resumen

Métodos de fabricación de superficie para depósito con motivos de nanómetro gruesos pinceles o micrones espesor, películas del reticulado de un copolímero de bloque de azlactone se divulgan. Se discuten los pasos experimentales críticos resultados representativos y limitaciones de cada método. Estos métodos son útiles para crear interfaces funcionales con características físicas a medida y regulable reactividad superficial.

Resumen

En este papel, métodos de fabricación que generan superficies nuevas utilizando el copolímero de bloque base de azlactone, poli (Glicidil Metacrilato) -bloque- poli (vinilo azlactone de dimetil) (PGMA -b- PVDMA), se presentan. Debido a la alta reactividad de azlactone grupos amina, tiol y grupos hidroxilo, pueden modificarse PGMA -b- PVDMA las superficies con moléculas secundarias para crear interfaces de química o biológicamente funcionalizadas para una variedad de aplicaciones. Informes anteriores de modelado PGMA -b- PVDMA interfaces han utilizado técnicas tradicionales patrones de arriba-abajo que generan no uniforme películas y químicos de fondo mal controlada. Aquí, describimos técnicas diseño modificado para requisitos particulares que precisa depósito de altamente uniformes PGMA -b- PVDMA películas en fondos que son químicamente inertes o que tienen propiedades de repelente de biomoléculas. Lo importante, estos métodos están diseñados para depósito PGMA -b- PVDMA películas de una manera que preserva completamente azlactone de funcionalidad a través de cada paso de proceso. Con motivos de películas muestran espesores controlados que se corresponden con cepillos de polímero (~ 90 nm) o a las estructuras altamente reticulado (~ 1-10 μm). Motivos de pincel se generan usando ya sea el despegue de parileno o interfaz indica métodos de montaje descritos y son útiles para la modulación precisa de la reactividad superficial general química ajustando bien el PGMA -b- PVDMA patrón densidad o la longitud del bloque de VDMA. En contraste, el grueso, reticulado PGMA -b- PVDMA patrones se obtienen utilizando una técnica de impresión modificada para requisitos particulares de microcontacto y ofrecen la ventaja de mayor carga o captura de material secundario debido a la mayor área superficial a los cocientes del volumen. Se discuten pasos experimentales detallados, caracterizaciones de la película crítica y guías de solución de problemas para cada método de fabricación.

Introducción

Desarrollar técnicas de fabricación que permiten control versátil y preciso funcionalidad superficial químico y biológico es conveniente para una variedad de aplicaciones, desde la captura de contaminantes del medio ambiente para el desarrollo de próxima generación biosensores, implantes y dispositivos1,2de ingeniería de tejidos. Polímeros funcionales son excelentes materiales para el ajuste de propiedades de superficie a través de "injerto de" o "injerto" para técnicas3. Estos enfoques permiten control de reactividad superficial basada en la funcionalidad química del monómero y peso molecular del polímero4,5,6. Azlactone basado en polímeros han sido intensamente estudiados en este contexto, como grupos de azlactone rápidamente pareja con diferentes nucleófilos en reacciones de la anillo-abertura. Esto incluye alcoholes, tioles, aminas primarias y grupos de hidracina, proporcionando una ruta versátil más funcionalización de superficies7,8. Películas de polímero basado Azlactone han sido empleadas en diferentes ambientales y usos biológicos incluyendo analito9,10, célula cultura6,11y antiincrustantes / recubrimiento antiadhesivo12. En muchos usos biológicos, patrones azlactone películas de polímero en nano a escalas de longitud del micrómetro es deseable para facilitar el control espacial de la presentación de biomoléculas, interacciones celulares, o para modular las interacciones superficie13, 14,15,16,17,18. Por lo tanto, se deben desarrollar métodos de fabricación para ofrecer patrón alta uniformidad y espesor de la película bien controlados, sin comprometer la funcionalidad química19.

Recientemente, Lokitz et al desarrollaron un PGMA -b- PVDMA copolímero de bloque que era capaz de manipular la reactividad superficial. Par de bloques PGMA a las superficies de rodamiento de óxido, rendimiento alto y armoniosas densidades superficiales de azlactone grupos de20. Previamente reportados métodos para dibujo de este polímero para creación de interfaces biofuncional utilizan enfoques tradicionales de arriba-abajo de fotolitografía que generan películas de polímero no uniforme con regiones de fondo contaminadas con residuos material del photoresist, causando altos niveles de interacciones químicas y biológica no específica21,22,23. Aquí, intenta apaciguar las regiones fondo causado reacción cruzada con grupos azlactone, comprometer la reactividad del polímero. Teniendo en cuenta estas limitaciones, hemos desarrollado recientemente técnicas de dibujo a pincel (~ 90 nm) o altamente reticulado (~ 1-10 μm) películas de PGMA -b- PVDMA en química o biológicamente inertes fondos de una manera que conserva totalmente la sustancia química funcionalidad del polímero24. Estos presentan métodos utilizan parylene despegue, montaje dirigido por interfaz (IDA) y la técnicas de impresión de capas personalizadas (μCP). Métodos experimentales muy detallados para estos enfoques de diseño, así como caracterizaciones de la película crítica y desafíos y limitaciones asociadas con cada técnica se presentan aquí en formato escrito y video.

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Protocolo

1. PGMA -b- PVDMA síntesis20

  1. Síntesis del agente de transferencia de la macro cadena PGMA (Macro-CTA)
    1. Use una flask reacción de fondo redondo de 250 mL, equipado con una barra de agitación magnética cubierta de politetrafluoroetileno.
    2. Combinar 14,2 g de Glicidil Metacrilato GMA (142.18 g/mol) con 490,8 mg de 2-ciano-2-propilo dodecil trithiocarbonate (CPDT) (346.63 g/mol) y 87,7 mg de 2, 2 '-azobis (4-metoxi-2, 4-Dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (fracción molar de CPDT: V-70 = 5:1) y el benceno (100 mL) en el aire libre ronda matraz de fondo.
    3. Desgasificar la mezcla de reacción utilizando argón y agitar durante 30 minutos. Posteriormente poner la solución en un baño de aceite con control de temperatura a 30 ° C y reaccionar para 18 h.
      Nota: El peso molecular específico para la Macro-CTA es de 10.000 g/bandeo 18 horas se determinó el tiempo necesario para alcanzar la conversión razonable. El color de la solución de polímero es transparente amarillo claro.
    4. Después de 18 h, terminar la reacción sumergiendo el matraz de fondo redondo de líquido N2.
    5. Precipitar el polímero vertiendo la solución amarillo claro del polímero/benceno (~ 100 mL) en 400 mL de hexano.
    6. Revuelva la mezcla por 5 min precipitado se colocó en la parte inferior del vaso y es recuperada por filtración.
    7. Secar el precipitado durante la noche bajo vacío. Luego diluirlo en 400 mL de tetrahidrofurano (THF). Volver a precipitar en hexano.
    8. Seco este precipitado nuevo nuevo con argón durante la noche.
      Nota: Macro-CTA es un polvo amarillo fino. El rendimiento del producto de la reacción será ~ 43.8%. Mn de PGMA Macro-CTA es 7.990 g/mol con una polidispersidad (PDI) de 1.506 (MW = 12.030 g/mol).
  2. Síntesis de PGMA -b- PVDMA
    1. Marginalmente destilar el VDMA bajo presión reducida y la fracción media (~ 70%) para el uso de la reserva.
      Nota: Esto es necesario para eliminar el inhibidor de la polimerización. El destilador está conectado a una línea de Schlenk y parcialmente se abre la válvula de sello de aire a la línea de vacío. Se aplica calor mínimo usando el varistat y manto de calefacción hasta que el monómero VDMA comience a destilar sobre a razón de 1 gota por segundo.
    2. El monómero (139.15 g/mol) de 2-vinilo-4,4-Dimetil azlactone (VDMA) (10,436 g) se combinan con el PGMA-macroCTA (1,669 g), V-70 (14,5 mg; de la fracción molar de PGMA-macroCTA: V-70 = 3:1) y benceno (75,0 mL) en un flask de cuello solo reacción de fondo redondo de 250 mL equipado con un Barra de agitación magnética recubierta de teflón.
      Nota: la información de peso Molecular, PVDMA: 139.15 g/mol, PGMA-macroCTA: 12.030 g/mol, benceno: 78.11 g/mol.
    3. Desgasificar la mezcla con argón de alta pureza y revuelva por 30 min y luego en baño de aceite a 32 ° C por 18 h.
    4. Terminar la reacción sumergiendo el matraz de fondo redondo de líquido N2.
    5. Precipitar el polímero tres veces en hexano y secar a temperatura ambiente bajo vacío.
    6. Caracterizar el peso molecular y PDI del producto mediante el uso de cromatografía por exclusión de tamaño (S) (véase la Tabla de materiales) según el procedimiento en Lokitz et al. 20. La cromatografía de exclusión de tamaño (S) está equipada con tres PLgel 5 μm mezclado-C columnas (300 x 7,5 mm) en serie, un detector de índice de refracción (longitud de onda = 880 nm), un detector de dispersión de la luz de múltiples ángulos (MALS), detector del arsenal del fotodiodo (longitud de onda = 660 nm) y un Viscosímetro (véase la Tabla de materiales).
      Nota: Todos los experimentos realizan en este producto manuscrito utilizado con PGMA y PVDMA longitudes de bloque de 56 y 175, respectivamente. El peso molecular del copolímero de bloque fue 37.620 g/mol y la PDI fue 1.16.

2. generación de patrones de Stencil Parylene sobre substratos de silicio

  1. Capa de parileno
    1. Someter a ultrasonidos obleas de silicio en acetona de pesos del 50% en agua durante 5 minutos seguido de sonicación en 50% pesos isopropanol (IPA) en agua durante 5 minutos.
    2. Enjuague las obleas de silicio con agua desionizada (DI) y seque con gas nitrógeno.
    3. Depósito de 80 nm y 1 μm espesor parylene N en obleas de silicio de 4 pulgadas con una barnizadora de parileno (véase la Tabla de materiales).
      Nota: El espesor de las películas de parylene se caracterizan por usar un Perfilómetro de superficie (véase la Tabla de materiales).
      1. Calibrar el espesor de la película de parileno con masa de dímero de parileno para cada sistema de capa de parylene individuales.
        Nota: En el sistema actual, 80 ~ y ~ 1000 mg parylene N dímero fue necesario obtener 80 nm y 1 μm de grosor de película, respectivamente (basado en la curva de calibración obtenida).
      2. Utilice la siguiente configuración durante el funcionamiento de la máquina de pintar de parileno: presión: 80 mTorr, duración: 1 h, la temperatura del horno: 690 º C, temperatura del vaporizador: 160 ° C.
  2. Fotolitografía
    1. Hornear las obleas en el horno a 100 ° C por 20 min; Luego, que las obleas reposar otros 3 minutos a temperatura ambiente.
      Nota: El tiempo de espera adicional mejora la adherencia de la fotoresistencia.
    2. Añadir 2 mL de photoresist positivo (véase la Tabla de materiales) y en el centro de la oblea de parylene recubrimiento. Capa de vuelta las obleas a 3000 rpm por 30 s.
      Nota: Capa de vuelta debe hacerse bajo el capó.
    3. Esperar 1 minuto, oblea de hornear en una placa caliente a 105 ° C durante 1 minuto.
    4. Photomask la carga en un sistema de alineamiento de máscara (véase la Tabla de materiales). Exponer las obleas a la luz UV (λ = 325 nm) durante 10 s con una dosis de 65 mJ/cm2.
    5. Deje que las obleas reposar otros 5 minutos a temperatura ambiente.
    6. Desarrollar las obleas por sumergirse en developer (véase la Tabla de materiales) solución por 2 minutos las obleas con agua desionizada y luego seque con N2. Ello bajo el capó.
      Nota: Después de desarrollar, fotoresistencia aparece completamente quitado de áreas expuestas a los rayos UV. Usar un microscopio óptico (ver la Tabla de materiales) para verificar las obleas.
  3. Aguafuerte reactiva del ion
    1. Utilice una herramienta de grabado (RIE) de iones reactivos (ver la Tabla de materiales) para grabar las obleas desarrolladas con plasma de oxígeno.
    2. Aplicar una tasa de flujo de oxígeno de 50 cm3/min a una presión de cámara de 20 mTorr.
    3. Para un espesor de película de parileno de 1 μm, uso de energía del RF de 50 W y potencia de plasma acoplado inductivamente (ICP) de 500 W para 100 s fue sacar parylene expuesta áreas de modelado. Esto correspondió a un parylene etch de 1,0-1,15 μm/min.
    4. Para un espesor de parileno de 80 nm, uso energía del RF de 50 W y potencia ICP de 200 W 55 s sacar parylene expuesta áreas de modelado. Esto corresponde a un parylene etch de 570-620 nm/min.
      Nota: Para el retiro de parileno eficiente, determinar la parylene etch tasa para cada sistema RIE.
    5. Inspeccione sustratos grabado al agua fuerte con un microscopio óptico. La superficie de silicio aparecerá brillante después de la parileno se retira completamente de las regiones expuestas.
    6. Verificar etch profundidad usando un Perfilómetro de superficie (véase la Tabla de materiales).

3. procedimiento de despegue Parylene

  1. Preparación de soluciones de polímeros
    1. Disolver PGMA -b- PVDMA en cloroformo (1% peso). Cloroformo debe ser anhidro para evitar la hidrólisis de grupos azlactone.
      Nota: Cloroformo es el solvente preferido porque tiene un alto grado de solubilidad de los polímeros, permitiendo la deposición superficial uniforme más de cadenas de polímero individuales en comparación con otros disolventes orgánicos25.
  2. Plantillas de parileno limpieza con el limpiador de plasma
    1. Encienda la alimentación principal (véase la Tabla de materiales) limpiador de plasma y poner los sustratos recubiertos de parylene en la cámara del limpiador de plasma.
    2. Encienda la bomba de vacío y evacuar el aire de la cámara hasta que el medidor de presión es menos de 400 mTorr.
    3. Un poco abrir la válvula de medición y permiten al aire entrar al plasma limpiador hasta que el manómetro indique 800-1000 mTorr.
    4. Seleccione RF con el modo de Hi y exponer los substratos durante 3 minutos.
    5. Al final del proceso, apague la energía del RF y la bomba de vacío.
    6. Apagar el plasma de la aspiradora y retire los sustratos.
      Nota: Después de plasma de limpieza, la superficie muestra comportamiento hidrofílico (figura 1B). El ángulo de contacto del agua de pelado silicio superficies antes y después de limpieza plasma es 27° ± 2° c y 0°, respectivamente.
  3. Spin-capa de PGMA -b- PVDMA, recocido y sonicación sobre las plantillas de parileno
    1. Inmediatamente de vuelta capa los sustratos con 100 μl de 1% peso PGMA -b- PVDMA en cloroformo anhidro a 1500 rpm, durante 15 s con un recubridor spin (véase la Tabla de materiales).
      Nota: Realice el spin-coating dentro de 1-2 s de pipetear la solución de polímero para reducir al mínimo la película falta de uniformidad causado por la evaporación del cloroformo rápido.
    2. Templar las películas de polímero a 110 ° C en una estufa de vacío (véase la Tabla de materiales) de 18 h.
      Nota: Recocido permite polímero microphase segregación y accesorio superficie del bloque de GMA al superficie26.
      1. Después de recocer, se caracteriza por el recubrimiento de polímero midiendo el ángulo de contacto de sustratos. Las superficies muestran un ángulo de contacto de 75° ± 1° (figura 1)20.
    3. Someter a ultrasonidos los sustratos en 20 mL de acetona o cloroformo por 10 minutos quitar la capa de parylene y cualquier polímero physisorbed.
      Nota: Use las siguientes condiciones de sonicación: ultra sónico, 284 W; Funcionamiento frecuencia 40 kHz (véase la Tabla de materiales).
      Nota: Parylene puede también pelar apagado el sustrato aplicando un pedazo de cinta Scotch en el borde del sustrato y luego tirar de la cinta a27.
    4. Almacenar los sustratos bajo vacío en un desecador hasta la caracterización.

figure-protocol-11204
Figura 1: mediciones de ángulo de contacto de sustratos de silicio tratada. (A) pelado silicio, silicio limpiar Plasma (B) , (C) silicio recubierto de Spin con PGMA-b-PVDMA (después del recocido y sonicación en cloroformo). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

4. procedimiento de montaje dirigido por el interfaz PGMA -b- PVDMA

Nota: Este procedimiento puede realizarse sobre sustratos que contienen un fondo químicamente inerte (sección 4.1), o un fondo biológicamente inerte (sección 4.2), dependiendo de la aplicación.

  1. Preparación de fondo químicamente inerte sobre substratos de silicio
    1. Use plasma de oxígeno para limpiar el pelado silicio (sección 3.2).
    2. Pipetear 100 μl de trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silano (TPS) en una placa Petri y colocar los sustratos de silicio dentro de un desecador de vacío al lado del plato de Petri.
    3. Aplique vacío (-750 Torr) para 1 h por deposición de vapor químico (CVD).
      PRECAUCIÓN: El TPS es altamente tóxico y el proceso CVD debe realizarse dentro de una campana de humos.
      Nota: Después de 1 h el sustrato muestra comportamiento hidrofóbico. Un ángulo de contacto de 109° ± 3° se mide típicamente después del proceso de CVD. El espesor de la película TPS es 1,5 ± 0,5 nm.
      Nota: TPS bloquea la reacción de lo reactivo óxido superficial con PGMA -b- PVDMA.
    4. Capa de las obleas con parileno (1 μm de grosor). Realizar la fotolitografía y ion reactivo grabado para generar patrones de parileno (sección 2) y grabar a la capa TPS en las regiones expuestas.
  2. Preparación de polietilenglicol (PEG) fondo sobre sustratos de silicio.
    1. Utilice el plasma oxígeno limpiador por 3 min para limpiar los substratos de silicio descubierto (sección 3.2).
    2. Realizar CVD de TPS para 1 h (sección 4.1.2).
    3. Sustratos no sumerja en una solución de 0.7% peso/v de Pluronic F-127 en agua ultrapura para 18 h para crear una capa de la clavija en la superficie28,29.
      Nota: Pluronic contiene un bloque de polímero de óxido de polipropileno hidrófobo (PPO) entre dos cadenas de la clavija. El bloque de PPO anclas el polímero a la superficie TPS mientras que las cadenas de la clavija son expuestas a solución28.
    4. Lave y enjuague el sustrato durante 5 minutos con 100 mL de agua ultrapura.
    5. Depósito de 80 nm y 1 μm espesor parylene N en obleas de silicio de 4 pulgadas con una barnizadora de parylene.
    6. Realizar la fotolitografía y ion reactivo grabado para generar patrones de parileno (sección 2).
  3. Sonicación, spin-capa de PGMA -bPVDMA - polímero y recocer los sustratos
    1. Someter a ultrasonidos químicamente inerte (TPS) sustratos (sección 4.1) o sustratos PEG-funcionales (sección 4.2) durante 10 min en acetona para quitar la capa de parylene.
    2. Spin-capa del sustrato sonicado con 100 μl de 1% peso PGMA -b- PVDMA en cloroformo anhidro a 1500 rpm durante 15 s.
    3. Templar las películas de polímero a 110 ° C bajo vacío para 18 h.
    4. Someter a ultrasonidos los sustratos en acetona o cloroformo durante 10 min eliminar physisorbed polímero presente en las regiones de fondo en la superficie.
    5. Guarde los sustratos en un desecador de vacío hasta su uso posterior.

5. custom PGMA -b- PVDMA Micro-contacto impresión (μCP)

  1. Fabricación de sello PDMS
    1. Fabricar a los maestros silicio según el procedimiento de la fotolitografía estándar30. Utilizar proceso de CVD (sección 4.1.2) para depositar el TPS antiadhesivo en el masters de silicio.
      Nota: El molde de silicona debe ser tratado con TPS la primera vez se utiliza y se vuelve a aplicar después de que se ha usado 5 - 10 veces.
    2. Realizar métodos de litografía blanda estándar para la fabricación de sellos (precursor PDMS para curar la relación entre la masa agente 10:1)31.
      Nota: Sellos utilizados en este estudio consisten en arreglos de discos de microcolumnas (diámetro = 5-50 μm, altura = 20 μm).
    3. Corte un sello único. Limpie el sello sonicando durante 10 minutos en HCl (1 M), 5 min en acetona, seguida de 5 minutos en etanol.
    4. Seque los sellos en un horno a 80 ° C por 20 min quitar el solvente orgánico residual.
  2. Impresión de capas de PGMA -b- PVDMA en sustratos de silicio
    1. Depósito del TPS en la superficie de los sellos PDMS mediante el proceso CVD (sección 4.1.2).
      Nota: La capa TPS se utiliza para evitar el acoplamiento del polímero a la superficie de sello.
      Nota: Las mediciones de ángulo de contacto pueden utilizarse para caracterizar los sellos después de la adsorción TPS, como se muestra en la figura 2 (recuadro A, B).
    2. El PGMA -b- PVDMA del polímero se disuelven en el cloroformo anhidro con una concentración de 0.25-1% peso.
    3. Sumerja los sellos en 5 mL de la solución de polímero durante 3 minutos.
    4. Plasma limpio 2 × 2 cm pelado silicio sustratos durante 3 minutos para limpiar la superficie de acoplamiento con los bloques PGMA (sección 3.2).
    5. Saque los sellos de polímero recubierto de la solución de polímero.
      Nota: Deben usarse estampillas para la impresión y están todavía húmedas existe una capa de solución sobre ellos.
    6. Poner sello de tinta directamente en el substrato de silicio.
    7. Uso un taladro manual soporte (vea la Tabla de materiales) (figura 3) para los sellos de recubrimiento sobre la superficie de silicio para promover la transferencia del patrón. Aplicar inmediatamente el sello al sustrato (dentro de 1-2 s) después de sacar los sellos revestidos de solución de polímero.
      Nota: Tanto el silicio y el sello PDMS puede ser colocado en el soporte de cinta de doble cara para reducir al mínimo la deformación del sello PDMS debido a la presión no uniforme o de alta sellado32.
    8. Aplicar conforme contacto entre sello entintado de polímero y el substrato de silicio durante 1 minuto uso la presión estimada de 75 g/cm2(7.35 kPa) a la prensa.
    9. Separe suavemente el sello de la superficie de silicio.
    10. Templar los substratos de silicio impresa inmediatamente en una estufa de vacío a 110 ° C por 18 h.
    11. Someter a ultrasonidos los substratos de silicio impreso en acetona o cloroformo por 10 minutos quitar cualquier físicamente adsorbido PGMA -b- PVDMA y luego seco con N2.
      1. Realizar análisis de caracterización superficial de sello PDMS (tras el paso de impresión) y silicio impreso (después de pasos de recocido y sonicación) para verificar la transferencia exitosa de PGMA -b- PVDMA.
        Nota: La superficie Perfilómetro y reflectancia total atenuada-transformada de Fourier Análisis de espectroscopía infrarroja (FTIR-ATR) podrían ser utilizado para analizar el substrato de silicio impresa y sello PDMS, respectivamente.
    12. Almacenar los sustratos bajo vacío en un desecador hasta la caracterización.

figure-protocol-18942
Figura 2 : Medidas de ATR-FTIR para sellos tratados de PDMS (intensidad relativa). (Recuadro A) Mediciones de ángulo de contacto de pelado sello PDMS. (Detalle B) Mediciones de ángulo de contacto de TPS trataron PDMS sello. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figure-protocol-19535
Figura 3: Configuración para μCP de PGMA -b- PVDMA las soluciones sobre sustratos de silicio. El procedimiento incluye el uso de una prensa del taladro manual (A) , (B) un sello PDMS funcionalizados TPS recubierto con el polímero - PVDMA PGMA -b, (C) un plasma limpiar el sustrato de silicio de 2 × 2 cm y cinta de doble cara (D) .

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Resultados

Mediciones de ángulo de contacto pueden utilizarse para evaluar el functionalization del silicio con el PGMA-b-PVDMA. La figura 1 muestra el ángulo de contacto del sustrato de silicio durante las etapas de procesamiento diferentes. Comportamiento hidrofílico del sustrato de silicio de plasma limpiado se muestra en la figura 1B. El ángulo de contacto después de que vuelta de polímero capa y recocido es 75° ± 1°(fi...

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Discusión

Este artículo presenta tres enfoques para patrones PGMA -b- PVDMA, cada uno con su conjunto de ventajas y desventajas. El método de despegue de parylene es un método versátil para patrones de copolímeros de bloque en el micro a escala nanométrica resolución y se ha utilizado como una máscara de la deposición en otros patrones sistemas33,34,35. Debido a su adherencia superficial relativamente débil, la plantill...

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Esta investigación fue apoyada por la Universidad Estatal de Kansas. Una parte de esta investigación se llevó a cabo en el centro de Ciencias de materiales Nanophase, patrocinado por la división de servicios de usuario científica, oficina de ciencias básicas de energía y Departamento de energía de Estados Unidos en Oak Ridge National Laboratory.

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Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
Material
Ethanol, ≥ 99.5%Sigma-Aldrich459844-
HCL, 1.019 N in H2OFluka Analytical318949-
Acetone, ≥ 99.5%Sigma-Aldrich320110-
Benzene, ≥ 99.9%Sigma-Aldrich270709-
Isopropanol, ACS reagent, ≥99.5%Sigma-Aldrich190764
HexaneFisher ChemicalH292-4-
ArgonMatheson GasG1901175-
Tetrahydrofuran (THF), ≥ 99.9%Sigma-Aldrich401757-
Pluronic F-127Sigma-AldrichP2443-
Polydimethyl Siloxane (PDMS) Slygard 184Dow Corning4019862-
Trichloro (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS), 97%Sigma-Aldrich448931It is toxic. Work with it under hood
Anhydrous Chloroform, ≥ 99%Sigma-Aldrich372978-
Positive Photoresist AZ1512MicroChemicalsAZ 1512amber-red liquid, density 1.083 g/cm3, spin coating step should be done under the hood
Developer AZ 300 MIFMicroChemicalsAZ300 MIFclear colourless liquid with slight amine odor and density of 1 g/cm3
1,2-Vinyl-4,4- dimethyl azlactone (VDMA)Isochem North America, LLCVDMA-
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT)Sigma-Aldrich723037-
2,2′-Azobis (4methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70)Wako Specialty ChemicalsCAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8-
Parylene NSpecialty Coating Systems15B10004-
NameCompanyCatalog NumberComments
Equipment
Parylene CoaterSpecialty Coating SystemsSCS Labcoater (PDS 2010)-
Mask alignment systemNeutronix QuintelNXQ8000-
Oxygen Plasma EtcherOxford InstrumentsPlasma Lab System 100-
Surface ProfilometerVeecoDektak 150Scan type was standard hill. Scan duration and force were 120 s and 1 mg, respectively.
Brightfield Upright MicroscopeOlympus CorporationBX51-
Oxygen Plasma  CleanerHarrick PlasmaPDC-001-HP-
Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR)Perkin ElmerATR-FTIR 100-
Atomic Force Microscopy (AFM)PicoPlusPicoplus atomic force microscopeVeeco MLCT-E cantilevers with a 0.5 N/m spring constant. Scan speeds varied between 0.25 and 1 Hz.
Scanning Electron Microscopy (SEM)Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Japan--
Rotary Tool WorkstationDremelModel 220-01-
Spin CoaterSmart CoaterSC100-
Vacuum OvenYamato Scientific Co.PCD-C6(5)000)-
Size Exclusion Chromatography (SEC)Waters Alliance 2695 Separations Module720004547EN-
Refractive Index (RI) detectorWatersModel 2414-
Photodiode Array DetectorWatersModel 2996, 716001286-
Multi-angle Light Scattering (MALS) DetectorWyatt TechnologyminiDAWN TREOS II-
ViscometerWyatt TechnologyViscostar-
PLgel 5 µm mixed-C columns (300 x 7.5 mm)Agilent5 µm mixed-C columns-
EllipsometerJ. A. Woollamalpha-SECauchy model, PGMA and PVDMA layers had refractive indices of 1.50 and 1.52 at 632 nm
Ultrasonic SonicatorFischer ScientificFS-110H-

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