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(jīng)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(wǎng)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(xiàn)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(jīng)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(shù)。 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(xiàn)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(xiàn)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。

通過柔性葉片流涂膜的超支化聚合物結構——摘要、簡介

通過柔性葉片流涂膜的超支化聚合物結構——實驗制作

通過柔性葉片流涂膜的超支化聚合物結構——結果和討論

通過柔性葉片流涂膜的超支化聚合物結構——結論、致謝！