Multiscale संरचनाओं कार्यात्मक सतहों के लिए अंकित Nanofibers द्वारा एकत्रित
Summary
प्रस्तुत एक आसान तरीका नैनो-माइक्रो multiscale संरचनाओं बनाना है, कार्यात्मक सतहों के लिए, nanofibers एक anodic एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्टर का उपयोग कर गढ़े एकत्र द्वारा ।
Abstract
Multiscale सतह संरचनाओं को सतह उपकरणों में कई संभावित अनुप्रयोगों के कारण बढ़ती रुचि को आकर्षित किया है । हालांकि, क्षेत्र में एक मौजूदा चुनौती एक सतही, लागत प्रभावी, और उच्च प्रवाह विधि का उपयोग कर संकर माइक्रो नैनो संरचनाओं का निर्माण है । इन चुनौतियों से उबरने के लिए, इस पत्र के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रस्ताव एक anodic एल्यूमीनियम ऑक्साइड के साथ केवल एक छाप प्रक्रिया का उपयोग कर multiscale संरचनाओं बनाना (ऐ) फिल्टर और एक वाष्पीकरण nanofibers की आत्म एकत्रीकरण की प्रक्रिया । पिछले प्रयास है कि nanofibers सीधा करने का उद्देश्य है के विपरीत, हम उच्च पहलू अनुपात के साथ multiscale एकत्रित nanofibers के लिए एक अनूठा निर्माण विधि का प्रदर्शन । इसके अलावा, विभिंन तरल पदार्थ पर इन संरचनाओं की सतह आकृति विज्ञान और गीला करने के लिए बहुआयामी सतहों में उनके उपयोग की सुविधा की जांच की गई ।
Introduction
नेनो textured संरचनाओं जैसे नैनोकणों, नैनोट्यूब, और nanofibers वैज्ञानिक समुदाय में ध्यान आकर्षित किया है, के रूप में वे विद्युत, बायोमेडिकल, ऑप्टिकल, और सतह सहित विभिंन अनुप्रयोगों में अद्वितीय विशेषताओं का प्रदर्शन अभियांत्रिकी१,२,३,४,५,६,७,८. विशेष रूप से, nanofibers व्यापक रूप से स्केलेबल और पारदर्शी इलेक्ट्रोड9, पहनने योग्य सेंसरों10,11,12,13, और नैनो-प्रकाशिकी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है 14. नेनो संरचनाओं के निर्माण के विभिंन तरीकों के अलावा, जैसे सोल-जेल तरीके, स्वयं विधानसभा, लिथोग्राफी, औरप्रतिकृति15,16,17,18, 19,20, प्रत्यक्ष प्रतिकृति एक टेम्पलेट का उपयोग वर्तमान में एक आशाजनक तरीका माना जाता है क्योंकि यह सरल है, लागत प्रभावी, और विभिन्न इलाज सामग्री के लिए लागू21,22 , 23 , 24 , 25 , 26.
नैनो पैमाने pores और सूक्ष्म पैमाने पर ऊंचाई की एक बड़ी संख्या होने अपनी multiscale संरचना के कारण, ऐ. ए. व्यापक रूप से एक उच्च पहलू अनुपात के साथ nanofibers और नैनोट्यूब के निर्माण के लिए टेम्पलेट के रूप में इस्तेमाल किया जाता है27,28,29 , 30. हालांकि, इस तरह के एक उच्च पहलू अनुपात में सतह तनाव के कारण, nanofibers को आसानी से कुल31,३२,३३करते हैं । मौजूदा अनुसंधान साबित कर दिया है कि nanofibers एक पहलू अनुपात 15:1 से अधिक होने ईमानदार खड़े नहीं है लेकिन इसके बजाय कुल, जबकि उन एक अनुपात 5:1 से कम कर रहे है व्यक्तिगत एकत्रीकरण३३,३४बिना अलग अलग हैं । केशिका बल और सतह तनाव एक खोदना है, जो nanofiber निर्माण के दौरान प्रक्रियाओं में से एक है का उपयोग कर एल्यूमिना को हटाने पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं । जब पहलू अनुपात बढ़ जाती है, nanofibers के बीच सतह तनाव उंहें एक दूसरे के करीब खींच जाता है, एकत्रीकरण के कारण । कई अध्ययनों से इस तरह के एकत्रीकरण३५है, जो विशेष रूप से बहुलक और धातु nanofibers में मनाया जाता है को रोकने के तरीकों पर ध्यान केंद्रित किया है । इन के अलावा, nanofiber सतह के जलयोजन ढेर कम हो सकता है क्योंकि जब एक तरल nanofibers के बीच रिक्त स्थान पर रह रहे हैं, सतह तनाव कम हो जाती है । इसके अलावा, फ्रीज-सुखाने विधि भी nanofibers के बीच सतह तनाव कम द्वारा एकत्रीकरण को कम कर सकते हैं । हालांकि, विभिंन प्रयासों के बावजूद, एक उच्च पहलू अनुपात के साथ nanofibers के सीधे एक चुनौती बनी हुई है ।
यह अंत करने के लिए, हम एक सकारात्मक तरीके से एकत्रीकरण घटना का दोहन द्वारा पेचीदा nanofiber के multiscale संरचनाओं के निर्माण के लिए एक अनूठी विधि की रिपोर्ट । यहां, nanofiber संरचना एक ऐ फिल्टर और acrylate (पुआ)-२५७.४ सीपी की चिपचिपाहट के साथ प्रकार रेजिन का उपयोग कर अंकित है । यूवी नैनो छाप लिथोग्राफी (यूवी शूंय) के बाद किया जाता है, मोल्ड एक NaOH समाधान के साथ धंसा हुआ है । प्रस्तावित multiscale संरचनाओं की विशेषता के लिए, हम एक स्वयं इकट्ठे monolayer और यूवी ओजोन उपचार के साथ कोटिंग के रूप में उचित सतह उपचार के बाद एकत्रित nanofibers और सतह गीला करने के साथ नमूने के पैटर्न व्यवहार की जांच . इसके अलावा, हम प्रस्ताव है कि multiscale छिद्र सतह एक फिसलना एक स्नेहपूर्ण प्रक्रिया का उपयोग कर सतह को बस में परिवर्तित किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
स्व एकत्रित nanofiber विधानसभा के निर्माण में महत्वपूर्ण कदम यह सुनिश्चित करने के लिए कि भंगुर ऐ फिल्टर तोड़ नहीं है जब रबर रोलर्स के साथ राल लागू करने के लिए है । वास्तव में, यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि ऐ …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह सामग्री कोरिया के नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (एनआरएफ) विज्ञान, आईसीटी और भविष्य की योजना (एनआरएफ-2017R1A2B4008053) और व्यापार, उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित के माध्यम से बुनियादी विज्ञान अनुसंधान कार्यक्रम द्वारा समर्थित काम पर आधारित है ( मोती, कोरिया) के अंतर्गत औद्योगिक प्रौद्योगिकी नवाचार कार्यक्रम सं १००५२८०२ और कोरिया संस्थान (KIAT) प्रौद्योगिकी की उंनति के लिए आर्थिक सहयोग क्षेत्र (N0002310) के उद्योगों के लिए प्रोत्साहन कार्यक्रम के माध्यम से ।
Materials
| MINS 511RM | Minuta Tech | UV curable resin | |
| Octadecyltrichlorosilane (OTS) | Aldrich | Surface treatment | |
| Sodium oxidanide | SAMCHUN | Etching solution | |
| Anopore Inoganic Membranes | Whatman | 25mm/0.2µm | |
| MT-UV-A 47 | Meiji Techno | UV curing equipment | |
| UVC-30 | Jaesung Engineering | UVO treatment equipment | |
| Smart Drop Plus | FEMTOFAB | Contact angle measurement | |
| Fluorinert FC-70 | 3M | liquid mixture of completely fluorinated aliphatic compounds | |
| Polyethylene terephthalate film | Sunchem | Substrate | |
| Acetone (99.8%) | Daejung | Cleaning solution | |
| Isopropyl alcohol (99.9%) | Daejung | Cleaning solution | |
| Rubber roller | Hwahong | For application of resin | |
| Corning Stirring Hot Plates | Corning | Hot plate equipment (5" x 7") |
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