ポリマーブラシに反対非混和性の調製と摩擦力顕微鏡の測定、

注： 図2は、サンプル調製手順を示す。ポリマーブラシは、金被覆基材から（100nmの金を10nmのCr接着層を有するSiウェハ上で蒸発させ、経路（b）参照）、シリコン（Si）基板（パス（a）参照）からグラフト化、および金コロイドAFMプローブかられた（6μmの直径、パス（c）参照）表面によっては、原子移動ラジカル重合（SI-ATRP）24を開始した。 AFM測定は、垂直スキャナと液晶セルと係合する、低ノイズヘッドをマルチモードAFMで行った。 1.サンプルの調製基板準備シリコン表面上の開始剤の堆積。 クロロホルム、その後ピラニア溶液とシリコン基板を清掃し、その後に精製水、エタノール、クロロホルムですすいでください。 50μlの（3-アミノプロピル）トリエトキシシランを含むバイアルの周りにデシケーターに乾燥した基板を配置します。 デシケーターのウィットから立ち退く15分間のHAロータリーポンプ、その後、それを閉じます。蒸着は、O / Nを進行させる。 三角フラスコ中で40ミリリットルのトルエン（脱気）と40μlのトリエチルアミンの溶液を調製する。 フラスコ内に基板を配置し、ドロップワイズ40μlの2-ブロモ-2-メチルプロを追加。溶液中に形成された塩の結晶の析出を回避するために、溶液中で基板を保持する。 4時間攪拌し溶解した。 トルエンとエタノールで基板を洗浄します。次に、重合バイアルに基板を配置します。 金表面上の開始剤の堆積単層溶液を調製：20mLの2-ブロモ-2-メチルプロピオン酸11- [11-（2-ブロモ-2-メチルプロピオニル）-undecyldisulfanyl] – ウンデシルエステルを溶解し、クロロホルム（0.2ミリモル）を脱気した。 転送約予めアルゴンでフラッシュした小バイアルに1.5ミリリットル単層ソリューション。 クロロホルムで金コーティングされた基材をきれいにピラニア溶液。その後精製水、エタノール、クロロホルムですすいでください。 単層溶液中に洗浄された基板を浸し、フラスコを閉じます。暗い場所に保管してO / N。 溶剤にそれらを浸漬することにより、エタノール、クロロホルムで金コロイドプローブを清掃してください。 単層溶液を含有するバイアル中に、コロイド状プローブを浸す。しっかりと閉め、冷暗所O / Nに保管してください。 溶液から基板を外し、クロロホルムとエタノールで洗浄する。次に、重合フラスコに、開始剤コーティングされた基板を搬送。 単層溶液からコロイドプローブを外し、クロロホルムとエタノールで洗浄する。次に、重合バイアルに個別に各プローブを転送する。 重合 PMMAのSI-ATRP イニシエータに覆われた基板（Siと金の両方）とArgとのコロイドプローブを含む、フラスコやバイアルをパージ30分間で。 ATRP培地中の10gのメチルメタクリレート（MMA）を溶解（比率で10mlのメタノール/水混合物は、5：1）で2時間溶液を脱気。 磁気攪拌棒を備えたフラスコに145mgののCuBrおよび320mgの2,2-ビピリジンを追加し、3真空アルゴン埋め戻しサイクルによってdeoxygenize。 （銅を含有する）をフラスコに脱気したモノマー溶液を移し、透明な茶色の溶液が観察されるまでさらに15分間撹拌した。 2ミリリットルの注射器に針を取り付け、アルゴン2-3時間での注射針と注射器をフラッシュする。 コロイドプローブを含む、シリンジを用いて1mlの重合溶液を撤回し、小さな反応バイアルにコンテンツを注入する。 フラット基板を含む、注射器との残留溶液を撤回し、反応バイアルにコンテンツを注入する。完全に各サンプルを水没するのに十分な溶液を加える。 RTで40時間重合を行っ。 リ重合溶液からサンプルを移動し、複数のサイクルで、エタノール、クロロホルムで洗浄する。サンプルの着色がブラシの存在を示す。 最後に、窒素気流下で基板を乾燥させる。 窒素ボックス内でフラットな基板を保管してください。店舗ポリマーブラシをトルエンにプローブを修正。 PNIPAM 10のSI-ATRP 開始剤で覆われた基板（シリコンと金の両方）と30分間アルゴンでコロイドプローブを含む、フラスコ、バイアルをパージする。 5.6グラムのN個の -isopropylacrylamideとATRP培地中の320μlのPMDETA（1.6ミリリットルの水と18ミリリットルのメタノール）を溶解し、2時間のためのソリューションを脱気。 磁気攪拌棒を備えたフラスコに76 mgのCuBrをを追加し、3真空アルゴン埋め戻しサイクルによってdeoxygenize。 銅を含むフラスコに脱気したモノマー溶液を転送します。透明な緑色の溶液が観察されるまでさらに15分間撹拌する。 </LI> 2ミリリットルの注射器に針を取り付け、アルゴン2-3時間での注射針と注射器をフラッシュする。 コロイドプローブを含む、シリンジを用いて1mlの重合溶液を撤回し、小さな反応バイアルにコンテンツを注入する。すべてのプローブについて繰り返します。 平坦な基板を含む、注射器残留溶液を撤回し、反応フラスコにコンテンツを注入する。完全に各サンプルを水没するのに十分な溶液を加える。 RTで2時間重合を行う。 重合溶液からサンプルを取り出し、複数のサイクルを経て、エタノールと水で洗浄する。サンプルの出現色は、ブラシの存在を示す。 0.1 M EDTA溶液に試料を浸し、すべての銅を除去するために溶液のO / Nに保管してください。精製水とエタノールで洗浄した。 窒素ボックス内のフラット基板を保管してください。精製水にPNIPAMブラシ修正されたプローブを保管してください。 ブラシ特徴付けは、フーリエ変換赤外（ 図3） 注：使用金基板とSi基板上のポリマーブラシのための伝送FTIRモード上のポリマーブラシのための斜角FTIRモード。慎重にすべてのサンプルを乾燥させます。でも水と溶媒汚染が検出器の重大な損傷を引き起こす可能性があります。 メーカーが提供するマニュアルに従って機器を起動します。 サンプル測定のための以下のパラメータを設定します。900と3700センチメートル間の範囲-1各測定さ4cm -1と平均32スキャンの解像度で。 試料調製のために使用されるプロトコルに従って、ブランク基板を洗浄注意深く乾燥し、測定チャンバにそれを置く。 4時間真空を適用します。次に、バックグラウンドスキャンを記録。 ブランク試料を取り出し、試料室内の乾燥したポリマーブラシコーティングされたサンプルを置く。 SAMPLで真空を適用しますE室と5時間サンプル·スキャンごとに30分を記録します。 ポリマーブラシの化学組成を確認するために、スペクトルの全てのピークを特定します。 （唯一のストレートベースラインスキャンを分析します。） 2. AFM測定ポリマーの過剰を削除し、それを乾燥させるために良好な溶媒で洗い流し、針で丁寧にPMMAブラシ覆われた基板を傷つける。 AFM機器にサンプルをマウントし、液体セルにプローブをマウントします。 カンチレバーの先端にレーザーの位置を合わせます。 カメラを使用することで、スクラッチ上記の先端の位置を合わせます。 近づいて、チップを係する前に、スキャンサイズ0程度に設定してください。次に、表面に先端に係合する。 「ランプモード」に移動し、力距離曲線を経由して偏向感度を決定する。ソフトウェアとねじりバネ定数Oで実装されている「熱チューン」を使用して、通常のバネ定数を校正Wagner らの方法を用いてカンチレバーfの25 ソフトウェア（6.25 MHz）の中での高速データ·キャプチャを使用して2秒間空気中のカンチレバーのねじれ熱雑音をキャプチャします。 フーリエ変換を用いたパワースペクトル密度（V 2 / Hz）の中に熱雑音を変換する。 基本共振とパワースペクトル密度およびベースラインノイズを含む単純な調和振動の方程式における共振ピークを用いて空気中のカンチレバーの品質係数を決定する（当文献2の図25）。 Sader 26に記載の方法を用いて、ステップ2.6.3で決定カンチレバーの面内の寸法（長さおよび幅）、密度及び周囲媒質（空気）の粘性と品質係数と共振周波数を用いたねじりバネ定数を計算する。 注：www.ampc.ms.unimelb.edu.au/afm/calibration.html：私たちはヨハネSaderのウェブサイト上で提供するツールを使用していました。 カルシウムEQを使用したカンチレバーのねじれ角の偏向感度をlculate。 6と、文献の7。 25。 ねじりバネ定数と偏向感度は、コロイドの大きさ、カンチレバーと等量の厚さを使用して、横方向のバネ定数と偏向感度に変換。文献の8。 25。 注：信号は今経由で力に変換することができる検出器：力[N]横ばね定数[N / m]を= *横偏向感度[M / V] *検出器信号[V]。 可能な限り低い偏向セットポイントでのスクラッチでブラシを撮像することによってドライブラシのブラシの高さを測定します。撮影した画像のラインスキャンからブラシの高さを決定します。 優しく注射器で表面にそれを適用することにより、アセトフェノンでブラシを溶媒和。 注：溶媒が蒸発するようにサンプルの色が変化する。これは、乾燥工程の後に可能にする。 AFMにサンプルをマウントします。に垂直レーザー信号の位置を合わせ-1.0 V.は0 Vに偏向セットポイントを設定し、カンチレバーと表面と係合。 注：表面に接触してカンチレバーをもたらした後、アセトフェノンは、先端と表面との間の毛細管ブリッジを作成コロイドにブラシに移動。 、40μmのスキャンサイズを設定1に低速走査軸と設定された画像の縦横比を無効にします4。高さと摩擦画像チャネル（トレースとリトレース両方）を記録。 画像が取り込まれている場合カンチレバーを撤回。 PNIPAMブラシを溶媒和するために、PNIPAMブラシで覆われた表面上の水滴を適用します。 頭を持ち上げ、すばやく混和しないシステムを作成するために溶媒和PNIPAM面でのPMMA表面を交換してください。コロイドプローブ上のPMMAブラシからアセトフェノンの蒸発を回避するために、表面を交換する際に迅速で​​ある。 以前と同じパラメータを使用してチップ表面、及び記録画像を係合する。