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通過柔性葉片流涂膜的超支化聚合物結構——摘要、簡介
來源：上海謂載 瀏覽 1436 次 發(fā)布時間:2021-10-25
摘要
蒸發(fā)自組裝已被證明是一種 用于組織非揮發(fā)性溶質的可擴展方法，例如， 納米粒子； 然而，基材表面能的影響 對這項技術尚未進行廣泛研究。 在這項工作中， 我們利用基于柔性葉片流涂的蒸發(fā)自組裝工藝來制造有組織的結構，這些結構具有 被修改以系統(tǒng)地改變表面能。 我們專注 關于聚苯乙烯的圖案化。 我們觀察到各種聚苯乙烯結構，包括點、超支化圖案、條紋、 和可以沉積在具有一系列潤濕特性的基材上的線條。 我們解釋了這些結構性的機制 基于 Marangoni 流之間的競爭的編隊， 摩擦力和粘度。 這一基礎的發(fā)展 知識對于控制分層制造很重要 具有不同表面化學性質的納米級物體和 組成。
介紹
蒸發(fā)自組裝技術 開發(fā)用于在納米到微米尺度上創(chuàng)建有序結構，用于一系列潛在應用 電子 1,2 到印刷 3,4 已經報道了幾種使用蒸發(fā)組裝的方法，包括浸涂，5-7 Marangoni 流動誘導自組裝，8,9 球體對平面幾何形狀的約束解，10 和振蕩流涂。 11,12 特別是，流涂是一種簡單且 一種低成本的方法來可控地沉積均勻或梯度的聚合物薄膜，以及條紋或網格圖案 聚合物或納米粒子。 11–13
對于這些方法中的許多方法，通常使用基于硅的襯底。 然而，這種材料選擇出現了問題 對于某些溶質。 例如，聚苯乙烯 (PS) 觀察到形成手指戒指和打孔狀戒指 親水硅晶片上的結構，而不是典型的， 球對平面蒸發(fā)組裝過程中定義明確的環(huán)。 10,14 對于疏水性硅晶片上的 PS，在 PS 中去濕 薄膜，形成帶孔的不連續(xù)薄膜，被廣泛使用 觀察到。 15,16 雖然已經對親水和疏水基材上的圖案形成提供了相當多的理解，但對基材性質的系統(tǒng)研究 尚未進行流涂開發(fā)的圖案。
在本文中，我們研究了表面能對 柔性葉片流涂過程中的結構形成12 用甲苯中的 PS 作為模型溶質調整基材表面和改變流涂參數。 修改后 用紫外線照射硅烷化基材的表面能/ 臭氧 (UVO) 暴露（提供一系列水 將接觸角從 1128 度提高到 348 度，如圖 1 所示）， 我們發(fā)現各種結構（如超支化 垂直或平行于流動的結構和線 后退方向）可以用流涂制造。 在 特別是，我們的發(fā)現導致了對機制的描述 用于形成規(guī)則的厘米級超支化 由于 Marangoni 流和 溶質沉積在表面。