기능성 표면에 찍힌된 Nanofibers 여 집계 multiscale 구조

Summary

발표 nanofibers 양극 산화 알루미늄 필터를 사용 하 여 날조를 집계 하 여 기능성 표면 나노-마이크로 multiscale 구조를 조작 하는 쉬운 방법이 이다.

Abstract

Multiscale 표면 구조는 표면 장치에서 몇 가지 잠재적인 응용 프로그램으로 인하여 증가 관심을 받고 있다. 그러나, 분야에서 기존 도전 손쉬운, 비용 효율적인, 그리고 높은 처리량 방법을 사용 하 여 하이브리드 마이크로-나노 구조체의 제조 이다. 이러한 문제를 해결 하려면이 문서 multiscale 구조 양극 알루미늄 산화물 (AAO) 필터는 인쇄물 프로세스만 nanofibers의 증발 자체 집계 과정을 사용 하 여 조작 하는 프로토콜을 제안 합니다. Nanofibers을 목적으로 해야 하는 이전 시도는 달리 높은 종횡비 multiscale 집계 nanofibers의 독특한 제조 방법을 설명 합니다. 또한, 표면 형태와 이러한 구조의 다양 한 액체에 습윤 다기능 표면에 그들의 사용을 촉진 하기 위하여 조사 되었다.

Introduction

나노 질감 구조와 같은 나노 입자, 나노튜브, 및 nanofibers 과학 사회에서 관심을 받고 있다 그들은 전기, 생물 의학, 광학, 및 표면를 포함 하 여 다양 한 응용 프로그램에 고유한 특성을 보여줍니다. 공학^{1,2,3,,45,6,7,8}. 특히, nanofibers 널리 stretchable 및 투명 전극⁹, 착용 형 센서^10,11, 상호^12,13및 나노 광학 응용 프로그램에 사용 되 ¹⁴. 자기 조립 나노 구조, 졸-겔 방법, 같은 조작, 리소 그래피, 및 복제^{15,,1617,18, 다양 한 방법 중에서 19,20}, 서식 파일을 사용 하 여 직접 복제 현재 여겨진다 유망한 방법 때문에 간단 하 고 비용 효율적인, 다양 한 경화 형 재료^21,22 에 적용 ^{, 23 , 24 , 25 , 26}.

때문에 나노 세공 및 마이크로 스케일 높이의 큰 숫자가 multiscale 구조, AAO 널리 사용 됩니다 템플릿으로 nanofibers 및 높은 종횡비^27,,2829 와 나노튜브의 제조에 ^{, 그러나 30}., 이러한 높은 종횡비에 표면 장력으로 인해 nanofibers 경향이 쉽게 집계^31,,3233. 기존 연구는 가로 세로 비율 15:1 보다 큰 데 nanofibers 똑바로 서 있지 않지만 대신 집계, 비율 5:1 보다 작은 데 그는 집계^33,34없이 개별적으로 고립 된 입증 했다. 모 세관 힘 및 표면 장력 nanofiber 제조 동안 프로세스 중 하나인는 현상를 사용 하 여 알 루미나의 제거에 중요 한 역할을 재생 합니다. 가로 세로 비율 증가, 표면 장력 nanofibers 중 집계를 일으키는, 서로 가까이 그들을 끌어 경향이 있다. 여러 연구 결과 이러한 집계³⁵, 특히 고분자와 금속 nanofibers 관찰을 방지 하는 방법에 집중 했다. 이 중, 액체 nanofibers 사이 공간 차지 하 고, 표면 장력 저하 되므로 nanofiber 표면의 수 분 덩어리를 줄일 수 있습니다. 또한, 동결 방법 또한 nanofibers 사이 표면 장력을 감소 하 여 집합을 줄일 수 있습니다. 그러나, 다양 한 노력에도 불구 하 고 높은 종횡비 nanofibers의 스트레이트 남아 있다 도전.

이 위해, 우리는 긍정적인 방식으로 집계 현상을 이용 하 여 얽힌된 nanofiber multiscale 구조를 조작 하는 독특한 방법을 보고 합니다. 여기, nanofiber 구조는 AAO 필터 및 폴리우레탄 아크릴레이트 (PUA)를 사용 하 여 각 인은-257.4의 점도로 수 지 입력 cP. UV 나노 임 프린트 리소 그래피 (UV-전무)를 수행한 후 NaOH 솔루션 금형 에칭 이다. 제안 된 multiscale 구조 특성, 우리는 자기 조립된 단층 코팅 등 적절 한 표면 처리 및 UV 오존 처리 후 집계 nanofibers와 표면 습윤 샘플의 패턴 동작 조사 . 또한, 우리 multiscale 다공성 표면 윤 활 유 주입 프로세스를 사용 하 여 미 끄 러운 표면에 간단 하 게 변환 될 수 있습니다 제안 합니다.

Protocol

1. 나노-마이크로 Multiscale 구조 표면 AAO 필터 (그림 1)를 사용 하 여 제조 각각 구매는 AAO 필터는 기 공 크기, 높이와 200 nm, 60 µ m, 및 25 mm의 직경. 1.2. 데 5 분, 99.8%와 99.9% 이소프로필 알코올 (IPA) 아세톤을 사용 하 여 100 μ m의 두께 폴 리 에틸렌 테 레프 탈 레이트 (PET) 필름의 표면을 청소 하 고 공기 총을 사용 하 여 3 분 동안 완전히 건조. 애완 동물 필름, …

Representative Results

우리가 시연 multiscale 나노-마이크로 하이브리드 구조는 각 인 형으로 AAO 필터를 사용 하 여 제작에 대 한 신속 하 고 간단한 방법. 전체 과정은 30 분 (그림 4) 했다. 그것은 NaOH를 사용 하 여 에칭 프로세스 진행 후 결과 표면 불투명 색상 때문에 표면 장력에 의해 발생 하는 집계 nanofiber 어셈블리 원래 AAO 필터와 유사한 전시를 지적 했다. 또한, EDX 분석 …

Discussion

자체 집계 nanofiber 어셈블리의 제조의 핵심 단계 과민 AAO 필터 고무 롤러와 수 지를 적용 하는 때 휴식 하지 않습니다 보장 하기 위해입니다. 사실, 그것은 AAO 필터 에칭 단계 전에 언제 든 지 휴식 하지 않습니다 보장 되어야 합니다. AAO 필터는 직경에서 25 mm, 때문에 기판의 크기는 약 30 x 30 m m입니다.

자체 집계 nanofiber 어셈블리 적절 한 표면 처리를 통해 다양 한 기능성 표면을…

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")