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

Это исследование было поддержано Канзас государственный университет. Часть этого исследования была проведена в центре для Nanophase материаловедение, которые авторами научных пользователя услуги Отдела, управление фундаментальных наук энергии и Департамента энергетики США в Окриджской национальной лаборатории.

1. PGMA -b- PVDMA синтеза20
<ol><li>Синтез PGMA макро цепи передачи агента (макро-CTA)<ol>
<li>Используйте 250 мл раунд дно реакции ﬂask с покрытием из политетрафторэтилена магнитные перемешать баром.</li>
		<li>Объединить 14.2 g glycidyl метакрилат ГОМС (142.18 г/моль) с 490.8 мг trithiocarbonate (CPDT) 2-циано-2-пропи?...

Эта статья представляет три подхода к образцу PGMA -b- PVDMA, каждый со своим набором преимуществ и недостатков. Парилена старт метод является универсальным методом, для структурирования блок сополимеры на микро наноразмерных резолюции и был использован в качестве маски осаждения в др?...

Разработка методов изготовления, которые позволяют обеспечить универсальный и точный контроль химических и биологических поверхности функциональность является желательным для различных применений, от захвата загрязнителей окружающей среды для разработки следующего поколения биодатчики, имплантатов и ткани, инженерных устройств1,2. Функциональные Полимеры являются отличные материалы для настройки свойств поверхности через «прививка от» или «прививки «техники3. Эти подходы позволяют для контроля поверхности реактивности, на основе химических функциональность мономера и молекулярной массы полимера4,5,6. На основе Azlactone полимеров интенсивно изучены в этом контексте, как azlactone группы быстро пара с различными нуклеофилами в кольцо открытие реакциях. Это включает в себя первичных аминов, спиртов, тиолами и гидразина групп, обеспечивая тем самым универсальным маршрут для дальнейшего Функционализация поверхности7,8. На основе Azlactone полимерных пленок были заняты в различных экологических и биологических приложений, включая аналита захватить9,10, клетки культуры6,11и противообрастающих / Антиадгезионные покрытия12. Во многих биологических приложениях кучность azlactone полимерных пленок на нано микрометра длина шкалы является желательным для облегчения пространственного управления биомолекулы презентации, сотовой взаимодействий, или модулировать поверхности взаимодействия13, 14,,1516,17,18. Таким образом следует разработать методы изготовление предлагают высокий шаблон единообразия и хорошо контролируемых толщина, без ущерба для химических функциональность19.
Недавно Lokitz et al. разработали PGMA -b- PVDMA блок-сополимера, который был способен манипулирования поверхности реактивности. PGMA блоков пара на поверхности оксида подшипник, приносит высокий и перестраиваемые поверхностной плотностью azlactone группы20. Ранее сообщалось методы структурирования этот полимер для создания интерфейсов биофункциональные используются подходы традиционной фотолитографии сверху вниз, генерируемые неоднородной полимерных пленок с фон районов, загрязненных с остаточной Фоторезист материал, вызывая высокий уровень неспецифической химических и биологических взаимодействий21,22,23. Здесь попытки пассивации фон регионах вызвало перекрестные реакции с azlactone группами, ущерба для полимерной реактивности. Учитывая эти ограничения, мы недавно разработали методы структурирования кисти (~ 90 Нм) или высоко высокоструктурированные (~ 1-10 мкм) фильмы PGMA -b- PVDMA в химически и биологически инертным стола таким образом, чтобы полностью сохраняет химической функциональность полимера24. Эти представленные методы используют парилена старт, интерфейс направленный Ассамблеей (МАР) и пользовательские микроконтактной печати (μCP) методы. Очень подробные экспериментальные методы для этих патронирования подходов, а также критический фильм характеристики и проблемы и ограничения, связанные с каждым методом представлен здесь в письменные и видео формате.

<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

В этом документе, методы изготовления, которые генерируют Роман поверхности с помощью блока на основе azlactone Кополимер, поли (glycidyl метакрилат) -блок- поли (винил диметил azlactone) (PGMA -b- PVDMA), представлены. Из-за высокой реактивности групп azlactone Амин, тиоловых и гидроксильных групп PGMA -b- PVDMA поверхностей может быть изменен с средних молекул для создания химически и биологически функционализированных интерфейсы для различных приложений. Предыдущие доклады узорной PGMA -b- PVDMA интерфейсов использовали традиционные патронирования сверху вниз техники, которые генерируют неравномерного фильмах и плохо контролируемых фон химия. Здесь мы описываем заказной патронирования методы, которые позволяют точное осаждения высоко единообразного PGMA -b- PVDMA фильмов в стола, химически инертный или которые имеют биомолекулы Репеллентные свойства. Важно отметить, что эти методы предназначены для депозита PGMA -b- PVDMA фильмов в манере, которая полностью сохраняет функциональность azlactone через каждый шаг обработки. Узорные фильмы показывают хорошо контролируемые толщины, которые соответствуют полимерной щетки (~ 90 Нм) или высоко высокоструктурированные структурам (~ 1-10 мкм). Узоры кисти создаются с помощью ни парилена старт или интерфейс направлены описанных методов Ассамблеи и полезны для точного модуляции общей химической реактивности поверхности путем корректировки либо PGMA -b- PVDMA плотность шаблона или Длина блока VDMA. Напротив толстый, сшитый PGMA -b- PVDMA узоры получаются с помощью заказной техника печати микро контакт и предлагают преимущество более высокой нагрузки или захват вторичного материала из-за больше площади поверхности для соотношения объема. Подробные экспериментальные шаги, критический фильм характеристики и неисправностей направляющие для каждого метода изготовления обсуждаются.

Контактный угол измерения могут использоваться для оценки функционализации кремния с PGMA-b-PVDMA. Рисунок 1 изображает угол контакта кремниевой подложке в ходе обработки различных шагов. Гидрофильные поведение очистки плазмы кремниевой подложке показан ...

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

Поверхности изготовление методы для узорной осаждения нанометра густой кисти или микрон, сшитый фильмы azlactone блок Кополимер сообщается. Обсуждаются важные экспериментальные шаги, представитель результаты и ограничения каждого метода. Эти методы полезны для создания функциональных интерфейсов с учетом физических особенностей и перестраиваемые поверхности реактивности.

Изготовления реактивных поверхностей с кисти как и высокоструктурированные фильмов совместно блок Azlactone функционализированных полимеров

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

Изготовление метаматериалов с использованием метода вытяжки

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

Исследование и картирование поверхности электродов в ТОТЭ

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

Изготовление нано-инженерии прозрачных проводящих оксидов методом импульсного лазерного осаждения

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

Монослоя Связаться легирования кремния поверхностей и нанопроволок Использование фосфорорганических соединений

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

Электрораспылительная Отложение равномерной толщины Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; И В<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Халькогенидные пленки для стекла

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

Бассейн-Кипение теплопередающие Enhancement на цилиндрических поверхностях с Гибридным смачиваемых Patterns

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

Изготовление ультра-тонкий цветной фильмов с сильно поглощающих средств массовой информации с использованием угла наклона осаждения

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

Изготовление металлических Superhydrophobic поверхностей антиобледенения приложений

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

Масштабируемые печати и изготовления Hemiwicking поверхностей

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

Плазменный молекулярный луч Эпитаксисы Рост Mg3N2 и N3N2 Тонкие пленки

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 ...