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

Bu araştırma Kansas State University tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma bir kısmı için Nanophase malzemeleri Oak Ridge National Laboratory bilimsel Kullanıcı Özellikleri bölümü, temel enerji Bilimler Office ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmektedir Bilimler, merkezinde yapılmıştır.

1. PGMA -b- PVDMA sentezi20
<ol><li>PGMA makro-zinciri Aktarım Aracısı (makro-CTA) sentezi<ol>
<li>Bir manyetik heyecan Politetrafloroetilen kaplı bar ile donatılmış bir 250 mL yuvarlak alt tepki ﬂask kullanın.</li>
		<li>Glycidyl metakrilat GMA 14,2 gr birleştirmek (142.18 g/mol) 490.8 mg 2-cyano-2-propil Lauryl trithiocarbonate (CPDT) ile (346.63 g/mol) ve 87,7 mg 2, 2 '-azobis (4-metoksi-2,4-dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (CPDT molar oranı: V-70 = 5:1) ve be...

Bu makale PGMA -bdesenlendirme için üç yaklaşım sunar - PVDMA, her biri kendi avantajları ve dezavantajları kümesi. Parilen kalkış yöntemi blok ortak polimerler, nano çözünürlük mikro desenlendirme için çok yönlü bir yöntemdir ve ifade maske diğer desenlendirme sistemleri33,34,35olarak kullanılmıştır. Onun nispeten zayıf yüzey adezyon nedeniyle parilen şablonu kolayca yüzeyden sonra polimer...

Kimyasal ve biyolojik yüzey işlevsellik çok yönlü ve tam denetim için izin imalat teknikleri geliştirme uygulamalardan yakalama çevre kirletici gelecek nesil gelişimi için çeşitli için arzu edilir biyosensörler, nakil ve aygıtları1,2mühendislik doku. Fonksiyonel Polimerler "dan aşılama" veya "teknikleri3aşılama" aracılığıyla yüzey özelliklerini ayarlamak için mükemmel malzemelerdir. Bu yaklaşımlar monomer kimyasal işlevselliğini ve molekül ağırlığı polimer4,5,6dayalı yüzey reaktivitesi kontrolünü sağlar. Azlactone grupları hızla farklı nucleophiles yüzük-açılış reaksiyonlarda çift gibi Azlactone-esaslı polimerler bu bağlamda, yoğun eğitim görmüştür. Bu birincil aminler, alkoller, thiols ve böylece daha fazla yüzey functionalization7,8için çok yönlü bir yol sağlayan hidrazin grupları içerir. Azlactone-esaslı polimer filmler çalışan farklı çevresel ve9,10, hücre kültürü6,11ve anti-fouling analit dahil olmak üzere biyolojik uygulamalar yakalamak / Anti-yapışkan kaplama12. Birçok biyolojik uygulamada azlactone polimer filmleri nano mikrometre uzunluğunda ölçekler için de biçimlenmek biomolecule sununun, hücresel etkileşimlerin, kayma denetimini kolaylaştırmak için veya yüzey etkileşimleri13modüle için arzu edilir, 14,15,16,17,18. Bu nedenle, üretim yöntemleri, kimyasal işlevselliği19ödün vermeden yüksek desen bütünlüğü ve iyi kontrollü film kalınlığı, sunmak için geliştirilmelidir.
Son zamanlarda, Lokitz vd. yüzey reaktivitesi işleme kapasitesine sahip olan bir PGMA -b- PVDMA blok kopolimer geliştirdi. PGMA blok çift oksit taşıyıcı yüzeyler için azlactone yüksek ve akort yüzey yoğunlukları verimli20gruplandırır. Bu polimer arka plan bölgeleriyle kalan ile kontamine olmayan tekdüze polimer filmler oluşturulan biofunctional kullanılan arabirimleri geleneksel yukarıdan aşağıya fotolitografi yaklaşımlar oluşturulması için biçimlenme daha önce bildirilen Yöntemler fotorezist malzeme, yüksek yüzey-in non-spesifik kimyasal ve biyolojik etkileşimlerin21,22,23neden. Burada, arka plan bölgeler passivate girişimlerini polimer reaktivite ödün azlactone gruplarıyla cross-reaction neden oldu. Bu sınırlamalar göz önüne alındığında, biz son zamanlarda geliştirilen fırça desenlendirme tekniklerini (~ 90 nm) ya da son derece çapraz (~ 1-10 mikron) Filmler PGMA -b- PVDMA içine tamamen kimyasal korur bir şekilde kimyasal veya biyolojik olarak inert arka planlar Polimer24işlevselliğini. Bunlar yöntemleri sunulan parilen kalkışı, montaj (IDA) arabirimi yönetmen ve özel microcontact baskı (μCP) teknikleri kullanmaktadır. Bu desenlendirme yaklaşımları, hem de kritik film karakterizasyonu ve zorluklar ve her tekniği ile ilgili sınırlamalar için son derece detaylı deneysel yöntemler burada yazılı ve video biçiminde sunulmaktadır.

<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

Bu kağıt, roman yüzeyleri azlactone tabanlı blok kopolimer, poli (glycidyl metakrilat) kullanarak oluşturmak imalat yöntemleri -blok- poli (vinil dimetil azlactone) (PGMA -b- PVDMA), sunulmaktadır. Nedeniyle yüksek reaktivite Amin, thiol ve hidroksil grupları doğru azlactone gruplarının PGMA -b- PVDMA yüzeyler çeşitli uygulamalar için kimyasal veya biyolojik olarak functionalized arabirimleri oluşturmak için ikincil molekülleri ile değiştirilebilir. Önceki raporlar arayüzlerin desenli PGMA -b- PVDMA üniform olmayan filmler ve kötü kontrollü arka plan kimyaları oluşturmak geleneksel yukarıdan aşağıya desenlendirme tekniklerini kullanmış. Burada, son derece düzgün PGMA -b- PVDMA filmlerde bu kimyasal olarak etkisiz olan veya biomolecule keşfedilmeden özellikleri olan arka planlar kesin birikimi etkinleştirmek özelleştirilmiş desenlendirme tekniklerini açıklar. Önemlisi, bu yöntemler için depozito PGMA -b- PVDMA filmleri tamamen her işlem adımını yoluyla azlactone işlevleri korur bir şekilde tasarlanmıştır. Desenli filmler göstermek polimer fırçalar için karşılık gelen iyi kontrollü kalınlıkları (~ 90 nm) veya son derece çapraz yapılarına (~ 1-10 mikron). Fırça desenleri parilen kalkış kullanarak oluşturulur veya arabirim yönetmen açıklanan derleme yöntemleri ve genel olarak kimyasal yüzey reaktivitesi kesin modülasyon için yararlı olan her iki PGMA -b- PVDMA desen yoğunluğu ayarlayarak veya VDMA blok uzunluğu. Buna ek olarak, kalın, çapraz PGMA -b- PVDMA desen özelleştirilmiş bir mikro-iletişim baskı tekniği kullanılarak elde edilen ve daha yüksek yükleme yararına veya yakalama ses oranlarına daha yüksek yüzey alanı nedeniyle ikincil malzeme sunmak. Ayrıntılı deneysel adımlar, kritik film karakterizasyonu ve her imalat yöntemi için LNB'ler kılavuzları ele alınmıştır.

Açı ölçümleri silikon PGMA-b-PVDMA ile functionalization değerlendirmek için kullanılan başvurun. Şekil 1 silikon yüzey temas açısı farklı işlem adımları sırasında gösteriyor. Hidrofilik temizlenmiş plazma silikon substrat davranışını Şekil 1Badımında gösterilir. Kaplama ve tavlama polimer spin sonra 75 ° ± 1 ° kişi açı(şekil 1C) PVDMA için ...

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

Yüzey imalat yöntemleri nanometre kalın fırçalar veya mikron kalınlığında desenli birikimi, bir azlactone blok kopolimer çapraz filmler için raporlanır. Kritik deneysel adımlar, temsilcisi sonuçları ve her yöntemi sınırlamaları ele alınmıştır. Bu yöntemleri özel fiziksel özellikleri ve akort yüzey reaktivitesi ile fonksiyonel arayüzleri yaratmak için yararlıdır.

Fırça benzeri ile reaktif yüzeyler imalatı ve Azlactone Functionalized blok ortak polimerler çapraz filmleri

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

Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

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

Katı Oksit Yakıt Hücreleri Elektrot Yüzeyler Sondalama ve Haritalama

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

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

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

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

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

Düzgün kalınlığı Ge Elektro Biriktirme<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Ve de<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Cam Filmleri

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

Hibrid Sulandınlabilir Desenler Silindirik Yüzeylerde Pool-Kaynama Isı Transferinin Geliştirilmesi

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

Eğik açısı ifade kullanarak medya yüksek emici ile Ultra ince renk filmleri imalatı

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

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

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

Ölçeklenebilir pul baskı ve Hemiwicking yüzeyler imalatı

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

Mg3n2 ve Zn3n2 Ince filmlerin plazma destekli moleküler ışın epitaxy büyümesi

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 ...