כאן אנו מתארים שיטה פשוטה functionalization תחמוצת ללא סיליקון גרמניום עם monolayers אורגני תגובתי ולהדגים דפוסים של מצעים עם הדפס של מולקולות חלבונים קטנים. הגישה לחלוטין מגן משטחים מפני התחמצנות כימית, מספק שליטה מדויקת מורפולוגיה תכונה, ומספקת גישה מוכן דפוסי מופלים כימית.
הפיתוח של מכשירים אלקטרוניים היברידית מסתמך במידה רבה על שילוב של (ביו) חומרים אורגניים מוליכים למחצה אורגניים באמצעות ממשק יציב המאפשר הובלת האלקטרונים יעיל ומגן מצעים הבסיסית מן השפלה חמצוני. קבוצת מוליכים למחצה IV ניתן להגן ביעילות עם הפערים הורה עצמית התאספו monolayers (Sams), המורכבת רשתות אלקיל פשוטה אשר פועלים מחסומים אטום פתרונות הן אורגנית מימית. סאמס אלקיל פשוטים, לעומת זאת, אדיש ולא מקובל טכניקות דפוסים מסורתיים. המניע לשתק מערכות מולקולריות על מוליכים למחצה אורגניים היא להקנות פונקציונליות חדשה אל פני השטח שיכול לספק פונקציה אופטיים, אלקטרוניים, מכאניים, כמו גם פעילות כימית וביולוגית.
הדפסה Microcontact (CP μ) היא טכניקה רכה ליתוגרפיות עבור סאמס דפוסים על משטחים עצום. 1-9 למרות פתי שלהlicity צדדיות, הגישה הייתה מוגבלת בעיקר משטחי מתכת אצילה ולא פותחה גם להעברת דפוס מצעים חשוב מבחינה טכנולוגית, כגון תחמוצת ללא סיליקון גרמניום. יתר על כן, כי טכניקה זו מסתמכת על דיפוזיה הדיו להעביר דפוס מ אלסטומר אל המצע, ברזולוציה של הדפסה מסורתיות כגון מוגבל בעיקרו ליד 1 μ מ '10-16
בניגוד להדפסה מסורתית, דפוסים inkless CP μ מסתמך על תגובה מסוימת בין מצע פני משותק זרז חותמת הנכנס. בגלל הטכניקה אינה מסתמכת על היווצרות SAM diffusive, זה מרחיב באופן משמעותי את מגוון משטחים patternable. בנוסף, טכניקה inkless obviates את גודל התכונה המגבלות שהוטלו על ידי דיפוזיה מולקולרית, בהנחיית שכפול של תכונות קטן מאוד (<200 ננומטר). 17-23 עם זאת, עד כה, μ inkless CP כבר בשימוש בעיקר עבור מערכות דפוסים סדר מולקולרי יחסית, אשר אינם הבסיסית להגן על משטחים מפני השפלה.
כאן אנו מדווחים פשוטה, שיטה אמינה תפוקה גבוהה עבור דפוסים פסיבציה סיליקון גרמניום עם monolayers אורגני תגובתי ולהפגין functionalization סלקטיבית של מצעים עם הדפס הן מולקולות חלבונים קטנים. הטכניקה משתמשת מערכת NHS-reactive preformed bilayered על תחמוצת ללא סיליקון גרמניום. מחצית NHS הוא הידרוליזה באופן דפוס ספציפי עם חותמת חומצה שונה Acrylate sulfonic לייצר דפוסים ברורים כימית של NHS-מופעל חומצות קרבוקסיליות חינם. מגבלה משמעותית להחלטה של טכניקות CP רבים μ הוא השימוש בחומר PDMS אשר חסרה את הנוקשות מכניות הדרושים להעברת איכות גבוהה. כדי להקל על מגבלה זו השתמשנו פוליאוריטן Acrylate פולימר, חומר קשיח יחסית, שניתןפונקציונליות בקלות עם moieties אורגניות שונות. גישה דפוסים שלנו לחלוטין מגן הן סיליקון גרמניום מפני התחמצנות כימית, מספק שליטה מדויקת על הצורה והגודל של תכונות בדוגמת, והוא נותן גישה נוחה דפוסי מופלים כימית שיכולה להיות פונקציונליות נוספת עם מולקולות אורגניות הן וביולוגיים. הגישה היא כלליים החלים על משטחים טכנולוגית רלוונטיים אחרים.
פרוטוקול המוצג הינו טופס או ההדפסה microcontact inkless כי ניתן להחיל באופן אוניברסלי מצע כלשהו מסוגל לתמוך פשוט המסודר monolayers. בשיטה זו, חותמת, משותקת זרז העברות דפוס למשטח הנושא קבוצות פונקציונליות המקביל. כי התהליך אינו מסתמך על העברת הדיו בחותמת אל פני השטח הגבלה ברזולוציה של diffusive μCP מסורתיים תגובתי היא חסכה, המתיר ייצור שגרתית של עצמים בקנה מידה ננומטרי. שילוב של מערכת הפערים הורה העיקרי מולקולרית מספקת הגנה מלאה של מוליכים למחצה הבסיסית מפני נזקי חמצון. במקביל, השיטה תומכת immobilization של קבוצות תגובתי מגושם על ידי ניצול overlayer תגובתי משנית, יחד המערכת משיגה הן הגנה functionalization.
הטכניקה מתחיל עם היווצרות של פחמן פני אג"ח יציב המאפשר primar אינרטי מבחינה כימיתy monolayer המשמש כמחסום יעיל ליצירת תחמוצת. כינונה של overlayer תגובתי משני מספק מסוף קבוצות NHS פונקציונליים המשמשים כנקודות מצורף עבור מגוון רחב של moieties כימיים וביולוגיים. מערכת זו יציבה מולקולרית bilayered הוא בדוגמת לאחר מכן באמצעות גישה μCP קטליטי שלנו. הגישה המוצגת במחקר זה מציע שיטה כללית על מצעים מוליכים למחצה דפוסים עם מגוון רחב של חומרים אורגניים וביולוגיים. היכולת ליצור בדוגמת מוליכים למחצה אורגניים, ממשקים ללא מכשור, מורכב ויקר מציעה הזדמנויות רבות בתחומים כמו אלקטרוניקה, ננוטכנולוגיה, ביוכימיה ביופיזיקה.
The authors have nothing to disclose.
אנו מכירים את התמיכה הכספית של פרס NSF CMMI-1000724.
Name of the reagent | Company/model |
---|---|
XPS spectrometer | Kratos Axis Ultra |
Atomic force microscope | Veeco D3100 |
SEM-FEG microscope | FEI XL30 |
Fluorescent microscope | Zeiss Axio Imager |
Heatblock | VWR |
Vacuum pump | Boc Edwards |
Water purification system | Millipore |
TESP silicon probes | Veeco |
Silicon | |
Pressure Vials | Chemglass |
Vacuum manifold | Chemglass |
UV Lamp | UVP |
Stamp Material | See references 20 and 18 |
PFTE syringe filters | VWR |
Nano Strip | Cyantek |
HCl | Sigma |
Ethanol | Sigma |
Acetone | Sigma |
HF | Sigma |
Chlorobenzene | Sigma |
PCl5 | Sigma |
Propenyl Magnesium Chloride | Sigma |
Octyl Magnesium Chloride | Sigma |
Carbon TetraChloride | Sigma |
Boc protected ethylenediamine | Sigma |
TFA | Sigma |
Sodium 2-mercaptoethanesulfonate | Sigma |
4N HCl solution in dioxane | Sigma |
Lysine-N,N-diacetic acid | Sigma |
Et3N | Sigma |
DMF | Sigma |
NiSO4 | Sigma |
NaP | Sigma |
NaCl | Sigma |
imidazole | Sigma |
PBS | Sigma |