Summary

기능성 표면에 찍힌된 Nanofibers 여 집계 multiscale 구조

Published: September 11, 2018
doi:

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. 공학1,2,3,,45,6,7,8. 특히, nanofibers 널리 stretchable 및 투명 전극9, 착용 형 센서10,11, 상호12,13및 나노 광학 응용 프로그램에 사용 되 14. 자기 조립 나노 구조, 졸-겔 방법, 같은 조작, 리소 그래피, 및 복제15,,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 재료21,22 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 종횡비27,,2829 와 나노튜브의 제조에 , 그러나 30., 이러한 높은 종횡비에 표면 장력으로 인해 nanofibers 경향이 쉽게 집계31,,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 집계33,34없이 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…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 자료 기본 과학 연구 프로그램을 통해 국가 연구 재단의 한국 (NRF) 과학의 부, 정보 통신 및 미래 계획 (NRF-2017R1A2B4008053)와 사역의 무역, 산업 및 에너지 (에서 지 원하는 작업에 따라 MOTIE, 한국) 산업 기술 혁신 프로그램 번호 10052802 및 경제 협력 지역 (N0002310)의 산업에 대 한 격려 프로그램을 통해 기술 (진흥원)의 발전을 위한 연구원.

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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Citer Cet Article
Jeong, Y., Kim, S., Fang, N. X., Shin, S., Choi, H., Kim, S., Kwon, S., Cho, Y. T. Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces. J. Vis. Exp. (139), e58356, doi:10.3791/58356 (2018).

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