एक संयुक्त भूतल कलम बांधने का काम और Postmodification प्रक्रिया से प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की तैयारी
Summary
एक प्लाज्मा प्रेरित polymerization प्रक्रिया बहुलक झिल्लियों पर सतह शुरू की polymerization के लिए वर्णित है. Photochromic पदार्थों के साथ grafted बहुलक के आगे postmodification प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की पारगम्यता माप के संचालन के लिए एक प्रोटोकॉल के साथ प्रस्तुत किया है.
Abstract
वाणिज्यिक उपलब्ध ट्रैक धार बहुलक झिल्ली की सतह तनाव को संशोधित करने के लिए, सतह से शुरू की polymerization की एक प्रक्रिया प्रस्तुत किया है. झिल्ली सतह से polymerization 2-hydroxyethyl methacrylate (हेमा) की एक methanolic समाधान के साथ झिल्ली सतह प्रतिक्रिया द्वारा पीछा किया झिल्ली की प्लाज्मा उपचार, से प्रेरित है. विशेष ध्यान से पहले सतह पर polymerization के लिए प्लाज्मा उपचार के लिए प्रक्रिया मापदंडों को दिया जाता है. उदाहरण के लिए, झिल्ली के विभिन्न प्रकार (उदाहरण के लिए पॉलिएस्टर, पॉली कार्बोनेट, polyvinylidene फ्लोराइड) पर प्लाज्मा उपचार के प्रभाव का अध्ययन किया है. इसके अलावा, सतह grafted झिल्ली के समय पर निर्भर स्थिरता संपर्क कोण माप से दिखाया गया है. इस तरह से पाली (2 hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) कलम बांधने का काम करते हैं, सतह आगे वांछित पदार्थ की एक कार्बोक्जिलिक एसिड समारोह के साथ बहुलक की शराब आधा भाग के एस्टरीफिकेशन द्वारा संशोधित किया जा सकता है.इन प्रतिक्रियाओं इसलिए झिल्ली सतह के functionalization के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, झिल्ली की सतह तनाव बदला जा सकता है या प्रस्तुत प्रकाश जवाबदेही के एक वांछित कार्यशीलता डाला जा सकता है. यह एक प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की ओर जाता है जो एक कार्बोक्जिलिक एसिड क्रियाशील spirobenzopyran यूनिट के साथ PHEMA प्रतिक्रिया द्वारा प्रदर्शन किया है. विलायक के चुनाव postmodification कदम में एक प्रमुख भूमिका निभाता है और इस पत्र में अधिक विस्तार से चर्चा की है. ऐसे functionalized झिल्ली की पारगम्यता माप एक बाहरी प्रकाश स्रोत के साथ एक फ्रांज सेल का उपयोग करते हुए प्रदर्शन कर रहे हैं. यूवी श्रृंखला, को दिखाई से प्रकाश की तरंगदैर्ध्य परिवर्तित करने से जलीय कैफीन समाधान की पारगम्यता के एक बदलाव मनाया जाता है.
Introduction
सामग्री की प्लाज्मा संशोधन कई औद्योगिक क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया बन गया है. सामग्री के थोक संपत्ति को बदलने के बिना सतहों और सतहों की functionalization की सफाई प्लाज्मा उपचार सतह विज्ञान 1-8 में एक आवश्यक प्रक्रिया बना दिया है.
पॉलिमर की प्लाज्मा उपचार homolytic बंधन दरार में परिणाम है. इस polymeric सामग्री का एक किनारा करने और कट्टरपंथी अमीर सतहों के गठन की ओर जाता है. ऑक्सीजन के अणुओं युक्त प्लाज्मा का उपयोग करके, सतह ऑक्सीजन अमीर बन जाता है और 9-11 इस प्रकार अधिक हाइड्रोफिलिक. हालांकि, सतहों के hydrophilicity समय 12 से अधिक स्थिर नहीं है. दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ाने के क्रम में, प्लाज्मा इलाज सतह रासायनिक 13-15 के बाद या प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान संशोधित किया जा सकता है. इस उपचार सामान्य रूप से प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान गैस चरण में एक प्रतिक्रियाशील मोनोमर प्रजातियों जोड़कर किया जाता है, इन monomers तो भाजनबहुलक सतह का बनाया कण से. रासायनिक उपचार एक nonvolatile मोनोमर के साथ किया जाता है, तो बहुलक ग्राफ्टिंग प्लाज्मा संशोधन के बाद जगह ले गया है. कण सतह पर गठन कर रहे हैं के बाद एक नियंत्रित ग्राफ्टिंग प्रदर्शन करने के लिए आदेश में, एक प्लाज्मा सेटअप नियंत्रित परिस्थितियों 12,16 के तहत समाधान में सतह से प्लाज्मा शुरू की सतह प्रेरित polymerization की अनुमति देता है, जो वर्णन किया गया है.
प्रस्तुति ट्रैक धार बहुलक झिल्ली 12,17 के संशोधन पर केंद्रित है. इन झिल्ली की सतह तनाव को संशोधित करके, पारगम्यता दर 12 अलग किया जा सकता है. यह साफ है और तेजी से प्रक्रिया बहुलक झिल्ली के थोक संपत्ति को बदलने के बिना पूरे झिल्ली सतह को कवर किया, जो बहुत पतली परत (<5 एनएम), के निर्माण की अनुमति देता. कारण प्लाज्मा प्रक्रिया के दौरान किनारा करने के लिए, ट्रैक धार झिल्ली ताकना व्यास थोड़ा 12 में वृद्धि. किनारा दर dependi हैबहुलक पर एनजी और एक रेखीय व्यवहार किया है.
प्रतिक्रियाशील कार्य समूहों के साथ monomers का उपयोग करते समय, कलमी पॉलिमर आगे क्रियाशील किया जा सकता है. यह एक कार्बोक्जिलिक एसिड क्रियाशील spiropyran साथ एक PHEMA-grafted झिल्ली की postmodification द्वारा प्रदर्शन किया है. यूवी प्रकाश के साथ विकिरणित जब spiropyran एक merocyanine प्रजातियों में परिणत करने के लिए जाना जाता है, क्योंकि यह एक photochromic सतह में यह परिणाम है. spiropyran प्रपत्र दृश्य प्रकाश के साथ merocyanine फॉर्म (चित्रा 1) 18,19 irradiating द्वारा पुनर्स्थापना किया जा सकता है. Merocyanine फॉर्म spiropyran राज्य से अधिक ध्रुवीय है, कोटिंग की सतह तनाव प्रकाश 20 के साथ शुरू हो सकता है. सतह तनाव में परिवर्तन जलीय समाधान की दिशा में झिल्ली की पारगम्यता प्रतिरोध को प्रभावित करती है. कैसे इन प्रकाश उत्तरदायी झिल्ली की पारगम्यता परीक्षण करने के लिए सेट अप दिखाया जाएगा और पारगम्यता प्रतिरोध में महत्वपूर्ण परिवर्तन (मैं कमी97% से पता पारगम्यता प्रतिरोध) का प्रदर्शन किया है. इस तरह की एक झिल्ली एक दवा वितरण सेटअप में या स्मार्ट संवेदन प्रणाली में एकीकृत किया जा सकता है.
Spirobenzopyran यौगिक 1 चित्रा 1. Photoisomerization.
Protocol
Representative Results
Discussion
प्लाज्मा प्रक्रिया आयनित आर्गन के कारण होता है जो एक बैंगनी गैस पैदा करता है. एक नारंगी रंग एक रिसाव से अवांछित नाइट्रोजन की उपस्थिति का संकेत होगा. प्लाज्मा प्रक्रिया केवल सतह पर कण फार्म लेकिन यह भी ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के लिए आर्थिक रूप से स्विस राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (- स्मार्ट सामग्री NRP 62) द्वारा समर्थित किया गया. इसके अलावा बी Hanselmann, लालकृष्ण Kehl, यू Schütz और बी LEUTHOLD का समर्थन है स्वीकार किया.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 2-Hydroxyethyl methacrylate, 97% | Sigma-Aldrich | 128635 | |
| Hexane 99% | Biosolve | ||
| Magnesium sulfate (MgSO4, anhydrous) | Sigma-Aldrich | M7506 | |
| Methanol, 99% | Sigma-Aldrich | 14262 | dried over molecular sieves |
| N,N-Dicylcohexylcarbodiimide, 99% | Sigma-Aldrich | D8002 | |
| Dimethyl aminopyridine, 99% | Sigma-Aldrich | 107700 | |
| Tert-butylmethylether, 98% | Fluka | 306975 | |
| Polycarbonate membrane | Whatman | Nanopore Track Etched (TE) (1.0 μm, 0.2 μm, 0.1 μm, 50 nm, 30 nm and 15 nm pore diameter; 47 mm or 25 mm membrane diameter) | |
| Caffeine (reagent plus) | Sigma-Aldrich | C0750 | |
| Franz diffusion cell (12 ml) | SES-Analysesysteme | 6C010015 | 15mm unjacheted Franz Cell, 12 ml Receptor volume, Flat ground, clear glass, stirbat and clamp |
| UV-Lamp | UV irradiation (366 nm, 15 W/m2) | ||
| White light lamp | White light irradiation (500 W bulb) | ||
| UV/Vis spectrophotometer | Varian 50Bio/50MPR | ||
| Polyester membranes | Sterlitech | PET0225100 | Polyester Membrane Filters, 0.2 μm pore diameter, 25 mmm diameter |
| Polyvinylidene fluoride membranes | Millipore | PVDF Membranes Durapore (0.22 μm pore diameter; 47 mm membrane diameter) | |
| Argon (99.9995%) | Alphagaz | ||
| Dressler Cesar RF Power Generator | Plasma chamber setup | ||
| MKS Multi Gas Controller 647C | Plasma chamber setup | ||
| MKS Mass-Flow controllers | Plasma chamber setup | ||
| Vacuubrand RE 2.5 rotary vane vacuum pump | Plasma chamber setup | ||
| Contact angle measurement device Krüss G10 | |||
| Balances Mettler Toledo AB204-S and Mettler ME30 |
Riferimenti
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