Характеризация Термо--Отзывчивого Фильма Полимера в Воздухе и в Воде

Покрытые Темы

Конспект
Введение
Экспириментально Метод
Материалы
Измерительное Оборудование
Результаты
Характеризация в Воздухе
Характеризация в Воде
Заключение
Преимущества SARFUS

Конспект

Динамическое изучение термо--отзывчивого нанометр-тонкого фильма полимера выполнено с оборудованием Sarfus 3D-IMM. Продемонстрирована способность унести анализ в воздухе так же, как в жидкости и легко охарактеризовать термальный переход с визуализированием в реальном маштабе времени качества и словотолкования слоя.

Введение

Отзывчивые покрытия привлекали значительное внимание над последними 20 летами потому что они мощный подход для того чтобы портняжничать динамически поверхностные свойства. Отзывчивые щетки полимера, которые плотные агрегаты прививанных отзывчивых цепей полимера, могут приспособить их конфигурацию к внешним стимулам как свет, температура, пэ-аш или/и концентрация соли, которая доказывает полезно для применений как датчики, приводы, поставка снадобья, управление сродства или стимул-отстробированная фильтрация.


Диаграмма конфигурации 1. Вздутые и обрушенные thermoresponsive щетки полимера в воде.

Термо--Отзывчивые щетки используют полимеры показывая более низкую критическую температуру раствора (LCST) в соответствующем растворителе, поэтому он значит что, на низкой температуре, прививанные цепи полимера опухнуты и протягивают далеко от поверхности. Когда температура увеличивает, щетка переключает к обрушенному положению различных толщины, плотности и вискоэластичности (Fig.1).

Переход сброса давления щеток полимера ранее был проконтролирован рефлектометрией нейтрона, микровесом кристалла кварца с микроскопией контроля диссипации (QCM-D), ellipsometry или атомных усилия. Эти методы характеризации терпят от серии недостатков как высокая цена, долгое время анализа, ухудшение образца, или потребность использовать сложное моделирование для того чтобы извлечь физически содержательные параметры.

В контрасте, метод SARFUS обеспечивает новаторскую и сравнительно более легкую методологию для того чтобы контролировать переход сброса давления отзывчивых щеток полимера. Цель этого примечания продемонстрировать что метод SARFUS деиствительно уместн для в реальном масштабе времени изучения стимул-отзывчивых фильмов и в сухом положении и в разрешении.

Экспириментально Метод

Материалы

P (MEOMA2) - (OEGMA) случайная щетка сополимера co росся полимерностью атом-перехода радикальной от Прибоя погружения инициатора-silanized (верхнего слоя: SiO2), в разрешении меткрилата эфира 90 di mol% (гликоля этилена) метилового (MEOMA2, 188g /mol) и меткрилата эфира 10 mol% (гликоль этилена) метилового (OEGMA, 475 g/mol) в воде/метаноле. Фильмы толщины ~35 nm рослись путем выбирать соотвествующее время полимерности. Переход сброса давления вокруг °C 35 +/--10 °C предположен от предыдущих результатов полученных QCM-D для выбранного состава. Рефрактивные индексы MEOMA2 и OEGMA, котор дала Сигма Aldrich 1,44 и 1,49, соответственно.

Был оценены, что от предыдущего изучения было коэффициент толщины между вздутыми и обрушенными конфигурациями ~2d и ~1.2d, соответственно, где d толщина сухого слоя в воздухе.

Измерительное Оборудование

Визуализирования были сделаны с Прибоями погружения в сухом положении и в разрешении. Измерения Толщины были выполнены с SARFUS 3D-IMM, которое включает версию сухих и погружения такой же аппаратуры. Скрест был сделан в щетке для того чтобы наблюдать одновременно предпосылкой и щеткой.

Слой сперва был охарактеризован в воздухе на комнатной температуре (T<>

На каждое температура 2 SARFUS были приняты изображения слоя так же, как одно изображение изображения тарировки стандартного и одного предпосылки. 4 изображения были записаны в меньш чем 1 минуте.

Результаты

Характеризация в воздухе

Должно к сразу, в реальном масштабе времени возможности SARFUS, проверке качества визуализирования слоя, специально своего полного охвата, легко выполнил. На подготовленном образце, только очень наблюдались немногие дефекты и расчехленная область. Средняя толщина слоя была измерена для того чтобы быть 32,5 nm (Ра ~1,1 nm).

Характеризация в воде

Слой был погружен в воде для того чтобы изучить термальный сброс давления. Развитие толщины слоя против температуры показано в Диаграмме 2.

Диаграмма 2. Ясная толщина P (MEOMA2) - (OEGMA) щетка сополимера co в воде, против температуры

Маркированное изменение толщины наблюдается вокруг °Ct T=43, которое в соответствии с предпологаемым термальным переходом (°C 35 °C+/-10). Во Время увеличения температуры, топография и поведение слоя nanometerthin также наблюдались в реальное временя. Типичные 2D и изображения 3D SARFUS записанные перед и после термальным переходом показаны в Диаграмме 3.

Диаграмма 3. 2D и 3D P (MEO2MA) - (OEGMA) фильм сополимера co в воде на 2 различных температурах

В дополнение к изменению толщины, мы также наблюдали развитием поверхностной шершавости (~ Ра (tT) 0,6 nm; ~ 2,2 nmt Ра (T>T)) для обеих конфигураций.

От реальных измерений толщины и измерений Sarfus, будет возможно вычислить R.I. слоя (см. Таблицу 1).

Таблица 1. R.I. вычисленный от SARFUS для 2 различных конфигураций слоя. Реальная толщина в воде была получена от толщины измеренной ellipsometry в воздухе умноженном коэффициентами запухания полученными QCM-D.

Конфигурация Слоя Реальная Толщина
nm
Толщина Sarfus (ясная)
(nm)
R.I. *
Сух 35 32,5 1,45
Удлинено (T 71 32,9 1,405
Обрушено (T>Tt) 42 36,9 1,44

коррекция *index (включенная как plug-in в Sarfusoft) прикладной относительно R.I. стандарта тарировки (n=1.465).

R.I. определенный для сухого образца в соответствии с состава материала и индексов рефракции мономеров. Как для R.I. влажных слоев, они должны быть отнесены к их содержанию воды. В Виду Того Что индекс рефракции воды 1,33, уменшение R.I. выдвинутого слоя совместимо с водой около ~50% в фильме, как предположено от QCM-решительно запухания. Как для обрушенного слоя, который содержит около 15% намочите, полученное значение индекса снова в соответствии с ожиданностей. Решительно значения показывают правильное развитие: (расширенный) n (сухой) (обрушенный) n n.

Заключение

В этом примечании, мы проиллюстрировали емкости метода SARFUS для изучения термо--отзывчивого нанометр-тонкого фильма полимера. Мы демонстрировали способность выполнить анализ в воздухе так же, как в жидкости, и легко охарактеризовать термальный переход с визуализированием в реальном маштабе времени качества и словотолкования слоя.

Преимущества SARFUS

Преимущества SARFUS включают:

  • Работа в воздухе или в погружении
  • Способность выполнить изучения восходящего потока теплого воздуха
  • Быстрый метод (один день для этого изучения)
  • Сразу визуализирование nanometric образца
  • Способность для в реальном масштабе времени изучения
  • Большая область видимости (от ² 70x70μm к ² немногих mm)
  • Неинвазивный/внеконтактный метод
  • Отсутствие pretreatment labeling/no образца
  • представление 3D образца

Источник: Nanolane

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Nanolane

Date Added: Jun 3, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:48

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit