물/공기 인터페이스에서 소수성 유기 분자와 함께 도핑 하이브리드 지질 막의 자체 조립

우리의 프로토콜은 유기 분자 도핑 하이브리드 지질 막을 제조하는 간단한 방법을 보여줍니다. 멤브레인의 공기 안정특성은 지질 이중층 구조의 적용을 고체 상태 장치로 확장할 수 있다. 우리는 자기 조립 공정을 사용하여 여러 나노미터두께의 하이브리드 지질 막을 형성합니다.

이 프로토콜은 간단하고 따라하기 쉬우며 복잡한 장비가 필요하지 않습니다. 이 방법은 다른 동일한 생체 하이브리드 지질 멤브레인을 제조하는 데 사용할 수 있으며 센서 및 기타 감지 장치 모두에 쉽게 채택 될 수 있습니다. 혐기성 장갑 상자에서 작업, 밀린 유리 바이알 내부 클로로 폼에 구리 phthalocyanine을 용해하여 밀리리터 구리 phthalocyanine 재고 용액 당 10 밀리그램을 준비합니다.

0.2 마이크로미터 PTFE 멤브레인을 통해 용액을 필터링합니다. DPHPC 용액을 2, 300 RPM에서 10초 동안 소용돌이 믹서와 혼합합니다. 그런 다음 클로로폼으로 유리 마이크로 주사기를 5번 헹구고 용액 200 마이크로리터를 미리 세척된 유리 바이알로 전송하는 데 사용합니다.

부드러운 질소 스트림으로 유리병에서 용매를 증발시다. 클로로폼으로 또 다른 유리 마이크로 주사기를 헹구고 DPHPC를 사용하여 유리 유리 병병에 200, 2.6 마이크로리터의 클로로폼을 추가합니다. 여과된 구리 프탈로시아닌 스톡 용액의 47.4 마이크로리터를 DPHPC 솔루션에 추가하여 프탈로시아닌에 10 대 1DPHPC의 어금니 비율을 초래합니다.

또 다른 깨끗한 주사기를 사용하여 용액에 헥산 250 마이크로리터를 추가합니다. 그런 다음 2, 300 RPM에서 10초 동안 소용돌이 믹서와 섞습니다. 0.2 마이크로미터 PTFE 멤브레인을 통해 준비된 용액을 필터링합니다.

실리콘 웨이퍼에서 3센티미터 실리콘 기판을 3센티미터 잘라냅니다. 그런 다음 정화된 물에 10 분 동안 초음파 욕조에서 청소한 다음 에탄올을 한 다음 클로로폼을 청소하십시오. 표면에서 흡착된 유기 물질을 제거하고 친성성을 개선하기 위해 5 분 동안 산소 플라즈마로 기판을 치료하십시오.

PTFE 비커를 흐르는 정화물로 3분간 세척합니다. 그런 다음 작은 각도로 기울어진 비커에 세척 된 실리콘 기판을 넣습니다. 전체 실리콘 기판이 침수될 때까지 충분한 양의 정제수를 비커에 붓습니다.

준비된 하이브리드 용액을 냉동실에서 꺼내 실온으로 따뜻하게 해보세요. 그런 다음 2, 300 RPM에서 15초 동안 소용돌이 믹서로 저어줍니다. 헹구린 50 마이크로리터 마이크로 주사기를 사용하여 하이브리드 용액의 3~5마이크로리터를 부유 하이브리드 지질 막을 형성하는 수면에 떨어뜨립니다.

멤브레인을 실리콘 기판으로 옮기려면 유기 용매를 증발시키고 분당 3 밀리리터의 속도로 연동 펌프로 비커에서 물을 펌핑합니다. 이송 과정이 완료되면 실리콘 기판을 깨끗한 방 와이퍼에 놓고 모든 잔류물이 증발할 수 있도록 합니다. 형성된 하이브리드 지질 막은 구리 프탈로시아닌 분자의 존재와 여러 평방 센티미터의 영역으로 인해 균일 한 밝은 파란색을 갖는다.

여기에 볼 수 있는 공초점 현미경 이미지와 실리콘 기판에 막의 원자력 현미경 이미지. AFM 이미지에서 왼쪽 상부의 멤브레인은 두께가 79.4나노미터이고 오른쪽 하단에는 두께가 4.9나노미터인 얇은 것으로. 얇은 멤브레인은 0.4 나노미터의 표면 거칠기를 나타내며, 이는 세척 된 실리콘 기판에 가깝습니다.

에너지 분산 X선 분석은 실리콘 기판상에서 하이브리드 멤브레인의 조성물을 더욱 조사하기 위해 사용되었다. 구리, 인, 질소 및 탄소와 같은 대표적인 원소의 원자비율은 각각 0.33, 0.97, 4.06 및 68.56%입니다. 구리, 인, 질소, 탄소의 이론적 어금니비는 1개, 3대, 11, 192까지, 이는 하이브리드 멤브레인에서 측정된 원소 비율에 가깝고, 지질과 구리 프탈로시아닌 분자 사이의 비율이 필름 형성 및 이송 과정 후에 유지된다는 것을 나타낸다.

그래핀 이나 멘톨 나노 입자와 같은 다른 나노 물질로 지질 막을 도핑함으로써, 다양한 기능을 가진 나노 하이브리드 멤브레인을 쉽게 형성 할 수있다.