Crecimiento sembrado de cepillos micelares hidrofóbicos PFS53-b-PDMS418 en una oblea de silicio. (A) Ilustración esquemática del proceso, que implica la inmovilización de semillas PFS36-b-P2VP502 (Ln =139 nm, Lw / Ln =1,04) en una oblea de silicio mediante enlace H (y probablemente también asistido por interacciones electrostáticas) seguido de crecimiento epitaxial impulsado por cristalización de cepillos micelares PFS53-b-PDMS418. (B a D) Imágenes de altura AFM de cepillos micelares PFS53-b-PDMS418 de diferentes densidades formados bajo una proporción constante de masa de unímero a semilla (1:1 en el alimento) pero diferentes concentraciones de semilla:(B) 0.125 mg / ml , (C) 0,25 mg / ml, (D) 0,5 mg / ml. (E) Gráfico de la dependencia del valor del ángulo de contacto (CA) de la concentración de semillas. Los recuadros son fotografías de las gotas de agua en las obleas de silicio recubiertas con cepillo micelar preparadas con concentraciones de semillas de 0.025 mg / ml (izquierda) y 0.5 mg / ml (derecha). (F a H) Imágenes de altura AFM de cepillos micelares PFS53-b-PDMS418 formados a una concentración de semilla constante (0,5 mg / ml) pero diferentes cantidades de unímeros:(F) 2 μl, (G) 4 μl, (H) 6 µl. Los recuadros en (B) y (H) son ampliaciones de las áreas encuadradas. (I) Gráfico de la dependencia del valor de CA con la cantidad de unímero. Las barras de error en (E) e (I) denotan SD de los valores de CA medidos (≥5 ubicaciones para cada muestra). Crédito: Ciencias (2019). DOI:10.1126 / science.aax9075
Un equipo de investigadores afiliado a múltiples instituciones en China ha desarrollado una forma de funcionalizar superficies con cepillos micelares cilíndricos con longitud controlada y opciones químicas personalizadas. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su método, dar ejemplos específicos, y discutir sus posibles usos. Alejandro Presa Soto, de la Universidad de Oviedo, ha publicado un artículo en Perspectiva en la misma edición de la revista que analiza la importancia del diseño de superficies con patrones y sus múltiples usos. junto con una discusión sobre el trabajo realizado por el equipo en China.
Como señala Presa Soto, el diseño de superficies estampadas de manera racional representa nuevas vías para ajustar la composición y la funcionalidad química en los materiales base. Además, señala que hacerlo de manera que se pueda ampliar para su uso con otros materiales es óptimo. En este nuevo esfuerzo, el equipo de China ha hecho precisamente eso. Han desarrollado una estrategia ascendente para la fabricación de nanoestructuras en una gran cantidad de superficies diferentes.
El método del equipo consistió en comenzar con cristalito de PFS y semillas de micelas de poli (2-vinilpiridina) colocadas sobre el sustrato. Al hacerlo, los copolímeros de PFS crecieron epitaxialmente a partir de las semillas. Próximo, Cepillos micelares cilíndricos formados por autoensamblaje de cristalización. Eso fue seguido por unimers que cambiaron a PFS-P2VP, lo que resultó en la formación de comicelles. En su ejemplo (usando óxido de grafeno y obleas de silicio), la unión se produjo debido al enlace de hidrógeno entre los grupos piridina de las coronas P2VP y los grupos hidroxilo. Los investigadores señalan que los extremos de las semillas de cristalito tenían núcleos de PFS que permanecían activos, permitiendo la adición de más BCP basados en PFS. Además, señalan que los cepillos micelares podrían funcionalizarse específicamente en las coronas mediante el uso de nanopartículas de oro que pueden catalizar ciertas reacciones químicas. Sugieren que la técnica podría usarse para permitir el control sobre múltiples propiedades de una superficie, como la longitud, densidad y química, utilizando cepillos micelares. Sugieren además que los cepillos podrían equiparse con otras moléculas o nanopartículas para facilitar diferentes tipos de catálisis. separación química o incluso aplicaciones antibacterianas. Presa Soto señala que el enfoque es un paso adelante en la búsqueda de formas generales y simples de crear superficies funcionales que tengan propiedades químicas específicas.
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