Name: fabricating reactive surfaces with brush-like and crosslinked films of azlactone-functionalized block co-polymers
Uploaded: 2018-06-30T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers at JoVE.com

وأيد هذا البحث جامعة ولاية كانساس. وقد أجرى جزء من هذه البحوث في المركز "علوم المواد نانوفاسي"، الذي شارك في مختبر أوك ريدج الوطني شعبة المرافق المستخدم العلمي و "مكتب العلوم الأساسية في الطاقة" و "وزارة الطاقة في الولايات المتحدة".

1-PGMA-ب-بفدما التوليف20
<ol><li>توليف PGMA الماكرو سلسلة نقل عامل (الماكرو-كبار المستشارين التقنيين)<ol>
<li>استخدام ﬂask 250 مل القاع المستديرة رد فعل مزودة بشريط المغلفة تترافلوروايثيلين إثارة مغناطيسية.</li>
		<li>الجمع بين ز 14.2 من ميتاكريليت جليسيديل التقييم البحري العالمي (142.18 g/mol) م?...

تعرض هذه المقالة الطرق الثلاث للزخرفة PGMA-ب-بفدما، كل منها مجموعة من المزايا والعيوب. الأسلوب زنتها parylene هو أسلوب متعدد الاستخدامات للزخرفة كتلة البوليمرات المشارك في الدقيقة للقرار النانو، وقد استخدمت كقناع لترسب في غيرها الزخرفة نظم33،،من34<sup cl...

تطوير تقنيات التصنيع التي تسمح بتحكم دقيق وتنوعاً في وظيفة سطح الكيميائية والبيولوجية أمر مرغوب فيه لمجموعة متنوعة من التطبيقات، من القبض على الملوثات البيئية إلى تطوير الجيل القادم أجهزة استشعار العوامل البيولوجية وزرع الأنسجة هندسة الأجهزة1،2. البوليمرات الوظيفية مواد ممتازة لضبط الخصائص السطحية من خلال "التطعيم من" أو "التطعيم إلى" تقنيات3. تسمح هذه النهج للسيطرة على سطح مفاعليه على أساس وظيفة الكيميائية مونومر والوزن الجزيئي للبوليمر4،،من56. قد درسنا البوليمرات المستندة إلى أزلاكتوني مكثف في هذا السياق، كمجموعات أزلاكتوني الزوجان سريعاً مع نوكليوفيليس مختلفة في افتتاح حلقة ردود الفعل. وهذا يشمل الأمينات الأولية والكحوليات وثيولس ومجموعات الهيدرازين، مما يوفر طريقا تنوعاً لمزيد الروغان السطحية7،8. أفلام البوليمر القائم على أزلاكتوني وقد استخدمت في مختلف البيئية والتطبيقات البيولوجية بما في ذلك أكثر التقاط9،10، وخلية الثقافة6،11، والقاذورات/ 12من الطلاءات المضادة مادة لاصقة. في العديد من التطبيقات البيولوجية، الزخرفة أزلاكتوني البوليمر الأفلام في نانو إلى جداول طول ميكرومتر أمر مرغوب فيه تسهيل السيطرة المكانية للعرض بيوموليكولي، التفاعلات الخلوية، أو تعدل التفاعلات السطحية13، 14،،من1516،،من1718. ولذلك، ينبغي وضع أساليب التصنيع لتقديم نمط عال من التوحيد وسمك الفيلم التي تسيطر عليها جيدا، دون المساس بوظائف الكيميائية19.
في الآونة الأخيرة، وضعت لوكيتز et al. PGMA-ب-بفدما كتلة كوبوليمر التي كانت قادرة على التلاعب بمفاعليه السطحية. PGMA زوجين كتل للسطوح الحاملة لأكسيد، تسفر عن الكثافة السطحية العالية والانضباطي من أزلاكتوني المجموعات20. طرق المذكورة سابقا للزخرفة هذا البوليمر لإنشاء واجهات المستخدم بيوفونكشونال التقليدية من أعلى إلى أسفل التصويرية النهج التي ولدت أفلام البوليمر غير موحدة مع خلفية المناطق الملوثة ببقايا المواد مقاوم الضوء، تسبب مستويات عالية من التفاعلات الكيميائية والبيولوجية غير محددة21،،من2223. بسبب محاولات تخميل المناطق الخلفية هنا، كروسريكشن مع مجموعات أزلاكتوني، المساس بمفاعليه البوليمر. ونظرا لهذه القيود، فنحن مؤخرا بوضع تقنيات للزخرفة الفرشاة (~ 90 nm) أو الغاية كروسلينكيد (~ 1-10 ميكرومتر) أفلام PGMA-ب-بفدما إلى خلفيات خاملة كيميائيا أو بيولوجيا في بطريقة تحفظ تماما المادة الكيميائية وظائف البوليمر24. هذه قدم أساليب الاستفادة زنتها parylene والجمعية واجهة الموجه (IDA)، وتقنيات مخصصة ميكروكونتاكت (μCP) الطباعة. وترد أساليب تجريبية مفصلة للغاية لهذه النهج الزخرفة، فضلا عن الأوصاف الفيلم الحرجة والتحديات والقيود المرتبطة بكل أسلوب هنا في شكل مكتوب والفيديو.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, &#8805; 99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>459844</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCL, 1.019 N in H2O</td>
			<td>Fluka Analytical</td>
			<td>318949</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone, &#8805; 99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>320110</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzene, &#8805; 99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270709</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol, ACS reagent, &#8805;99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>190764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>H292-4</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon</td>
			<td>Matheson Gas</td>
			<td>G1901175</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF), &#8805; 99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2443</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethyl Siloxane (PDMS) Slygard 184</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloro (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS), 97%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448931</td>
			<td>It is toxic. Work with it under hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous Chloroform, &#8805; 99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>372978</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive Photoresist AZ1512</td>
			<td>MicroChemicals</td>
			<td>AZ 1512</td>
			<td>amber-red liquid, density 1.083 g/cm3, spin coating step should be done under the hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer AZ 300 MIF</td>
			<td>MicroChemicals</td>
			<td>AZ300 MIF</td>
			<td>clear colourless liquid with slight amine odor and density of 1 g/cm3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2-Vinyl-4,4- dimethyl azlactone (VDMA)</td>
			<td>Isochem North America, LLC</td>
			<td>VDMA</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>723037</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2&#8242;-Azobis (4methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70)</td>
			<td>Wako Specialty Chemicals</td>
			<td>CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parylene N</td>
			<td>Specialty Coating Systems</td>
			<td>15B10004</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parylene Coater</td>
			<td>Specialty Coating Systems</td>
			<td>SCS Labcoater (PDS 2010)</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask alignment system</td>
			<td>Neutronix Quintel</td>
			<td>NXQ8000</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Plasma Etcher</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Plasma Lab System 100</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surface Profilometer</td>
			<td>Veeco</td>
			<td>Dektak 150</td>
			<td>Scan type was standard hill. Scan duration and force were 120 s and 1 mg, respectively.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brightfield Upright Microscope</td>
			<td>Olympus Corporation</td>
			<td>BX51</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Plasma&#160; Cleaner</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td>PDC-001-HP</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR)</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>ATR-FTIR 100</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atomic Force Microscopy (AFM)</td>
			<td>PicoPlus</td>
			<td>Picoplus atomic force microscope</td>
			<td>Veeco MLCT-E cantilevers with a 0.5 N/m spring constant. Scan speeds varied between 0.25 and 1 Hz.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning Electron Microscopy (SEM)</td>
			<td>Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Japan</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary Tool Workstation</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model 220-01</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin Coater</td>
			<td>Smart Coater</td>
			<td>SC100</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Oven</td>
			<td>Yamato Scientific Co.</td>
			<td>PCD-C6(5)000)</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Size Exclusion Chromatography (SEC)</td>
			<td>Waters Alliance 2695 Separations Module</td>
			<td>720004547EN</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refractive Index (RI) detector</td>
			<td>Waters</td>
			<td>Model 2414</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode Array Detector</td>
			<td>Waters</td>
			<td>Model 2996, 716001286</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-angle Light Scattering (MALS) Detector</td>
			<td>Wyatt Technology</td>
			<td>miniDAWN TREOS II</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Viscometer</td>
			<td>Wyatt Technology</td>
			<td>Viscostar</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLgel 5 &#181;m mixed-C columns (300 x 7.5 mm)</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5 &#181;m mixed-C columns</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ellipsometer</td>
			<td>J. A. Woollam</td>
			<td>alpha-SE</td>
			<td>Cauchy model, PGMA and PVDMA layers had refractive indices of 1.50 and 1.52 at 632 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Sonicator</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>FS-110H</td>
			<td>-</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabricating reactive surfaces with brush-like and crosslinked films of azlactone-functionalized block co-polymers

في هذه الورقة، وأساليب التصنيع التي تولد رواية الأسطح باستخدام البوليمر المشارك كتلة المستندة إلى أزلاكتوني، بولي (ميتاكريليت جليسيديل)-كتلة-بولي (الفينيل ثنائي ميثيل أزلاكتوني) (PGMA-ب-بفدما)، وترد. سبب مفاعليه عال من مجموعات أزلاكتوني نحو مجموعات هيدروكسيل أمين وثيول، يمكن تعديل PGMA-ب-بفدما الأسطح مع جزيئات الثانوية لإنشاء واجهات فونكتيوناليزيد كيميائيا أو بيولوجيا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. واستخدمت التقارير السابقة منقوشة PGMA-ب-بفدما واجهات التقنيات التقليدية من أعلى إلى أسفل الزخرفة التي تولد الأفلام غير موحدة وكيمياء الخلفية الخاضعة للرقابة. هنا، يمكننا وصف تقنيات الزخرفة مخصصة التي تمكن ترسب دقة عالية موحدة PGMA-ب-بفدما الأفلام في الخلفيات خاملة كيميائيا أو التي لها خصائص طارد بيوموليكولي. الأهم من ذلك، تهدف هذه الأساليب إلى إيداع PGMA-ب-بفدما الأفلام بطريقة تحفظ تماما وظيفة أزلاكتوني من خلال كل خطوة من خطوات التجهيز. أفلام منقوشة تبين سمك جيدا الخاضعة للرقابة التي تتوافق مع فرش البوليمر (~ 90 nm) أو للغاية كروسلينكيد الهياكل (~ 1-10 ميكرومتر). حشوات الفرشاة يتم إنشاؤها باستخدام أما زنتها parylene أو واجهة الموجه الأساليب الجمعية المذكورة، وهي مفيدة للتعديل الدقيق من مفاعليه السطحية عموما الكيميائية عن طريق ضبط أما PGMA-ب-بفدما نمط كثافة أو طول كتلة فدما. وفي المقابل، سميكة، كروسلينكيد PGMA-ب-بفدما أنماط يتم الحصول عليها باستخدام تقنية طباعة حسب الطلب الجزئي للاتصال وتتيح الاستفادة تحميل أعلى أو التقاط المواد الثانوية بسبب ارتفاع المساحة السطحية لنسب حجم. وتناقش الخطوات التجريبية مفصلة والأوصاف الفيلم حرجة وأدلة مبسطة لحل المشاكل لكل أسلوب التصنيع.

يمكن استخدام قياسات زاوية الاتصال لتقييم الروغان السيليكون مع PGMA-ب-بفدما. يصور الشكل 1 زاوية الاتصال من الركازة السيليكون خلال خطوات المعالجة المختلفة. ويبين الشكل 1Bالسلوك ماء من الركازة السليكون البلازما تنظيفها. زاوية الاتصال بعد تدور ...

Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers at JoVE.com

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

وترد أساليب تصنيع السطحية لترسب منقوشة نانومتر سميكة الفرش أو ميكرون سميكة، والأفلام كروسلينكيد أزلاكتوني كتلة البوليمر المشارك. وتناقش الخطوات التجريبية الهامة والنتائج الممثل، والقيود المفروضة على كل أسلوب. هذه الأساليب مفيدة لإنشاء واجهات وظيفية مع السمات البدنية مصممة والانضباطي مفاعليه السطحية.

اختﻻق السطوح المتفاعلة مع مثل الفرشاة وأفلام كروسلينكيد فونكتيوناليزيد أزلاكتوني كتلة المشارك البوليمرات

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

افتعال يتعلق بما وارء باستخدام أسلوب الرسم الألياف

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

التحقيق ورسم الخرائط أسطح الكهربائي في خلايا الوقود الصلبة أكسيد

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

تلفيق نانو هندسيا إجراء أكاسيد شفافة من ترسب الليزر النبضي

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

الاتصال أحادي الطبقة المنشطات من السيليكون السطوح والأسلاك المتناهية الصغر عن طريق المركبات الفوسفورية العضوية

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Electrospray ترسب الموحد سمك قه<sub&gt; 23</sub&gt; بينالي الشارقة<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; وكما<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; اعتماد chalcogenide زجاج أفلام

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

Pool-Boiling Heat-Transfer Enhancement on Cylindrical Surfaces with Hybrid Wettable Patterns

تعزيز بركة الغليان نقل الحرارة على أسطواني السطوح مع أنماط قابل للبلل الهجين

In this study, pool-boiling heat-transfer experiments were performed to investigate the effect of the number of interlines and the orientation of the ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

تصنيع الأفلام اللون رقيقة جداً مع الغاية استيعاب وسائل الإعلام استخدام الترسيب زاوية مائلة

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

تصنيع سوبيرهيدروفوبيك الأسطح المعدنية لتطبيقات مضادة للتجمد

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Scalable Stamp Printing and Fabrication of Hemiwicking Surfaces

ختم قابلة الطباعة وتصنيع الأسطح هيميويكينج

Hemiwicking is a process where a fluid wets a patterned surface beyond its normal wetting length due to a combination of capillary action and imbibition. ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

البلازما بمساعدة شعاع الجزيئية Epitaxy النمو من ملغ3N2 والزنك3N2 أفلام رقيقة

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...