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

इस शोध को कैनसस स्टेट यूनिवर्सिटी ने सपोर्ट किया । इस अनुसंधान के एक हिस्से Nanophase सामग्री विज्ञान, जो ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला में वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधाएं प्रभाग, बुनियादी ऊर्जा विज्ञान और ऊर्जा विभाग के अमेरिका के कार्यालय द्वारा प्रायोजित है के लिए केंद्र में आयोजित किया गया था ।

१. PGMA-ब-PVDMA संश्लेषण२०
<ol><li>PGMA मैक्रो-चेन स्थानांतरण एजेंट का संश्लेषण (स्थूल-CTA)<ol>
<li>एक polytetrafluoroethylene-लेपित चुंबकीय हलचल पट्टी के साथ सुसज्जित एक २५०-एमएल राउंड-नीचे प्रतिक्रिया ﬂask का प्रयोग करें ।</li>
	...

इस अनुच्छेद PGMA-b-PVDMA, लाभ और कमियां के अपने सेट के साथ प्रत्येक के लिए तीन दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है । parylene लिफ्ट बंद विधि पैटर्न ब्लॉक सह के लिए एक बहुमुखी विधि है नेनो संकल्प माइक्रो पर पॉलिमर, और अंय patte...

निर्माण तकनीक है कि रासायनिक और जैविक सतह की कार्यक्षमता के बहुमुखी और सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति के विकास के आवेदन की एक किस्म के लिए वांछनीय है, पर्यावरणीय संदूषणों के कब्जा से अगली पीढ़ी के विकास के लिए -संवेदी, प्रत्यारोपण, और ऊतक इंजीनियरिंग उपकरणों1,2। कार्यात्मक पॉलिमर सतह संपत्तियों ट्यूनिंग के माध्यम से "से भ्रष्टाचार" या "करने के लिए" तकनीक3को भ्रष्टाचार के लिए उत्कृष्ट सामग्री रहे हैं । इन तरीकों की सतह पर नियंत्रण के लिए अनुमति की रासायनिक कार्यशीलता के आधार पर मोनोमर और आणविक वजन के बहुलक4,5,6। Azlactone आधारित पॉलिमर तीव्रता से इस संदर्भ में अध्ययन किया गया है, Azlactone समूहों के रूप में तेजी से दो अंगूठी खोलने प्रतिक्रियाओं में अलग nucleophiles के साथ जोड़ा । इसमें प्राथमिक अमीन, अल्कोहल, thiols और hydrazine समूह शामिल हैं, जिससे आगे की सतह functionalization7,8के लिए एक बहुमुखी मार्ग प्रदान करता है । Azlactone आधारित बहुलक फिल्मों analyte कब्जा9,10, सेल संस्कृति6,11सहित विभिंन पर्यावरणीय और जैविक अनुप्रयोगों में नियोजित किया गया है, और विरोधी बेईमानी/ विरोधी चिपकने वाला कोटिंग्स12. कई जैविक अनुप्रयोगों में, नैनो में azlactone बहुलक फिल्मों पैटर्न माइक्रोमीटर लंबाई तराजू करने के लिए जैव अणु प्रस्तुति के स्थानिक नियंत्रण की सुविधा के लिए वांछनीय है, सेलुलर बातचीत, या सतह13 14,15,16,17,18. इसलिए, निर्माण विधियों रासायनिक कार्यक्षमता19समझौता किए बिना उच्च पैटर्न एकरूपता और अच्छी तरह से नियंत्रित फिल्म मोटाई, की पेशकश करने के लिए विकसित किया जाना चाहिए ।
हाल ही में, Lokitz एट अल. एक PGMA-बी-PVDMA ब्लॉक copolymer जो सतह जेट हेरफेर करने में सक्षम था विकसित की है । ऑक्साइड-असर सतहों के लिए PGMA ब्लॉक दंपति, azlactone20समूहों के उच्च और स्वरित्र सतह घनत्व उपज । पहले इस पॉलिमर के निर्माण के लिए इस बहुलक पैटर्न के रूप में रिपोर्ट किए गए पारंपरिक ऊपर-नीचे photolithography दृष्टिकोण है कि उत्पंन अवशिष्ट के साथ दूषित पृष्ठभूमि क्षेत्रों के साथ गैर-समान बहुलक फिल्मों का इस्तेमाल किया इंटरफेस । photoresist सामग्री, गैर विशिष्ट रासायनिक और जैविक बातचीत के उच्च स्तर के कारण21,22,23। यहां, passivate पृष्ठभूमि क्षेत्रों के प्रयास azlactone समूहों के साथ परस्पर प्रतिक्रिया का कारण, बहुलक जेट समझौता । इन सीमाओं को ध्यान में रखते हुए, हम हाल ही में पैटर्न ब्रश के लिए तकनीक विकसित (~ ९० एनएम) या अत्यधिक crosslinked (~ 1-10 माइक्रोन) की फिल्मों PGMA-b-PVDMA रासायनिक या जैविक रूप से निष्क्रिय पृष्ठभूमि में एक तरीके से है कि पूरी तरह से संरक्षित करता है रासायनिक बहुलक24की कार्यक्षमता । इन विधियों का उपयोग parylene लिफ्ट बंद, इंटरफेस-विधानसभा (आईडीए), और कस्टम microcontact मुद्रण (μCP) तकनीक का निर्देशन किया । इन नमूनों दृष्टिकोण के लिए अत्यधिक विस्तृत प्रायोगिक तरीकों, साथ ही साथ महत्वपूर्ण फिल्म characterizations और चुनौतियों और प्रत्येक तकनीक के साथ जुड़े सीमाओं यहां लिखित और वीडियो प्रारूप में प्रस्तुत कर रहे हैं ।

<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

इस पत्र में, निर्माण विधियों कि उपंयास उत्पंन azlactone आधारित ब्लॉक सह बहुलक, पाली (glycidyl methacrylate) का उपयोग कर सतहों-ब्लॉक-पाली (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-बी-PVDMA), प्रस्तुत कर रहे हैं । अमीन, thiol, और हाइड्रॉक्सिल समूहों की ओर azlactone समूहों की उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, PGMA-b-PVDMA सतहों माध्यमिक अणुओं के साथ संशोधित किया जा सकता है रासायनिक या जैविक रूप से कार्यात्मक बनाने के लिए अनुप्रयोगों की एक किस्म के इंटरफेस । नमूनों की पिछले रिपोर्टों PGMA-b-PVDMA इंटरफेस पारंपरिक ऊपर से नीचे पैटर्न तकनीक है कि गैर वर्दी फिल्मों और खराब नियंत्रित पृष्ठभूमि chemistries उत्पंन इस्तेमाल किया है । यहाँ, हम अनुकूलित पैटर्न तकनीक है कि अत्यधिक वर्दी PGMA-b-PVDMA फिल्मों की पृष्ठभूमि है कि रासायनिक निष्क्रिय कर रहे हैं में सटीक जमाव या कि जैव अणु से बचाने वाली क्रीम गुण सक्षम का वर्णन. महत्वपूर्ण रूप से, इन पद्धतियों PGMA-b-PVDMA फिल्मों को एक तरीके से जमा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो प्रत्येक संसाधन चरण के माध्यम से azlactone कार्यक्षमता को पूरा करता है । नमूनों की फिल्मों अच्छी तरह से नियंत्रित मोटाई कि बहुलक ब्रश (~ ९० एनएम) या उच्च crosslinked संरचनाओं (~ 1-10 माइक्रोन) के अनुरूप दिखाते हैं । ब्रश पैटर्न या तो parylene लिफ्ट का उपयोग कर उत्पंन कर रहे है बंद या इंटरफ़ेस विधानसभा तरीकों का निर्देश वर्णित है और या तो PGMA-b-PVDMA पैटर्न घनत्व या समायोजन द्वारा समग्र रासायनिक सतह जेट के सटीक मॉडुलन के लिए उपयोगी होते है VDMA ब्लॉक की लंबाई । इसके विपरीत, मोटी, crosslinked PGMA-b-PVDMA पैटर्न एक स्वनिर्धारित सूक्ष्म संपर्क मुद्रण तकनीक का उपयोग कर प्राप्त कर रहे है और उच्च लोड हो रहा है या माध्यमिक सामग्री की मात्रा अनुपात को उच्च सतह क्षेत्र की वजह से कब्जा का लाभ प्रदान करते हैं । विस्तृत प्रयोगात्मक कदम, महत्वपूर्ण फिल्म characterizations, और हर निर्माण विधि के लिए मुसीबत शूटिंग गाइड चर्चा कर रहे हैं ।

संपर्क कोण मापन PGMA-b-PVDMA के साथ सिलिकॉन के functionalization का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । चित्रा 1 अलग प्रसंस्करण कदम के दौरान सिलिकॉन सब्सट्रेट के संपर्क कोण को दर्शाया ...

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

नैनोमीटर मोटी ब्रश या माइक्रोन मोटी, एक azlactone ब्लॉक सह बहुलक की crosslinked फिल्मों के नमूनों की जमाव के लिए सतह निर्माण विधियों की सूचना दी है । महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक कदम, प्रतिनिधि परिणाम, और प्रत्येक विधि की सीमाओं पर चर्चा कर रहे हैं । इन पद्धतियों अनुरूप शारीरिक सुविधाओं और स्वरित्र सतह जेट के साथ कार्यात्मक इंटरफेस बनाने के लिए उपयोगी होते हैं ।

Azlactone-कार्यात्मक ब्लॉक सह पॉलिमर के ब्रश की तरह और Crosslinked फिल्मों के साथ प्रतिक्रियाशील सतहों बनाना

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

Research

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Engineering

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