Biomimetiska material: fält av nanograss | npg asia material

Biomimetiska material: fält av nanograss | npg asia material

Anonim

Genomskinliga polymerbeläggningar av superhydrofobt "nanograss" kan förbättra prestandan för mikrofluidiska biochips.

HAR-strukturer med höga aspektförhållanden har blivit mycket önskvärda motiv för forskare och ingenjörer. Många exempel på HAR-material har funnits i naturen, till exempel håret på geckos fötter, och det finns många potentiella tillämpningar för material baserat på dessa strukturer. Uppsättningar av HAR-nanonålar med diametrar på nära 20 nm har tidigare producerats med nanoimprint-litografi med hjälp av nanoporformar. Chien-Chong Hong och kollegor vid National Tsing Hua University och National Nano Device Laboratories i Taiwan har nu använt specialutvecklade formar av kisel "nanograss" för att gjuta matriser av polymer nanonålar mindre än 20 nm i diameter. 1

Hong och hans medarbetare har arbetat med att skapa ett mikrofluidiskt biochip för engångsbruk. Sådana applikationer kräver beläggningar med hög hydrofobicitet och transparens, och forskargruppen hade undersökt en billig och enkel tillverkningsmetod som skulle kunna användas för att framställa transparenta och hydrofoba ytor med inställbara ytegenskaper. HAR-nanostrukturer såsom nanopillarer ger hög hydrofobicitet, men befintliga metoder för deras syntes minskar transparensen för de biokompatibla organiska materialen som används för sådana beläggningar. "Vi insåg att genom att skala ned mikrostrukturen hos cyklisk olefinsampolymer, kunde vi uppnå superhydrofobicitet utan att minska transparensen, " förklarar Hong.

En nanoneedle-beläggning av cyklisk olefinsampolymer framställd med en kisel-nanograssform är mycket genomskinlig och superhydrofisk, vilket får droppar vatten att stå nästan sfärisk på ytan.

Cyklisk olefinsampolymer har utmärkta biokemiska och optiska egenskaper, men tillverkning av superhydrofiska ytor med användning av den har visat sig vara utmanande. "Silikonanoporuppsättningar kan användas som en form för att skapa nanopillarer, men det är svårt att få plasten att rinna in i porerna, " säger Hong. Med ett alternativt tillvägagångssätt förberedde teamet istället kiselskivor av nanonålar med vätgasplasmaetsning följt av ytbehandling för att underlätta nedmontering. Den resulterande nanograssformen kan användas för att hetpressa en komplementär plastyta. Den valda plasten, cyklisk olefinsampolymer, är tillräckligt flytande för att diffundera bland nanograssens blad.

Nanoneedle-matriser med olika aspektförhållanden kan framställas genom att reglera temperaturen på formen under varmpressning. Med formtemperaturen inställd på 60 ° C, över glasövergångstemperaturen för plasten, skapade forskarna matriser av HAR-nanonålar, som kunde separeras från kiselformen genom etsning av kisel med tetrametylammoniumhydroxid.

Författare

Denna forskningshöjdpunkt har godkänts av författaren till den ursprungliga artikeln och alla empiriska data som finns i har tillhandahållits av nämnda författare.