إعداد الأغشية ضوء استجابة من قبل التطعيم سطح الجامع وعملية Postmodification

الهدف العام من التجربة التالية هو تغيير نفاذية أغشية البوليمر ذات الحواف الجنزرية في الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء الأبيض عن طريق تعديل السطح بجزيئات فوتوكرومية. يتم تحقيق ذلك عن طريق معالجة الغشاء البوليمري أولا بالبلازما للحث على الجذور على السطح. الخطوة الثانية هي إضافة محلول مونومر الميثانول لإجراء بلمرة بدء السطح على الغشاء.

بعد ذلك ، يتم تعديل البوليمر المطعمة بمواد فوتوكرومية. في النهاية ، يتم استخدام قياسات النفاذية للأغشية المستجيبة للضوء لإظهار كيف يغير ضوء الأشعة فوق البنفسجية نفاذية الكافيين عبر الغشاء. الميزة الرئيسية للبلمرة المدمجة في البلازما هي أن الطلاءات المرتبطة تساهميا على الأغشية يمكن إنشاؤها بسهولة وبشكل متجانس بطريقة قابلة للتكرار.

العرض المرئي أمرا بالغ الأهمية ، كما هو الحال في إعداد ADE الخاص بنا. يسمح للأغشية بالبلمرة مباشرة بعد المعالجة بالبلازما والظروف الخاملة. تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في الطلاء السريع للأسطح وتجلب الوظيفة المرتبطة تساهميا إلى السطح.

خطرت لنا فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما تحدثنا إلى متخصصين في مجال طلاء البلازما. قبل ذلك ، كانت لدينا محاولات فاشلة باستخدام طرق الطلاء الكلاسيكية مثل الطلاء الدوار والطلاء بالغمس. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن وظائف البلازما هي تقنية معقدة بسبب العديد من المعلمات التي يمكن تعديلها.

توضيح الإجراء كارين دريهر ، وهي طالبة ، وفانية ، وكارين لير ، عالمة من مجموعتي ، أولا قم بإذابة 100 مل من اثنين من هيدروكسي إيثيل أو ميثاكريلات أو هيما في 200 مل من الماء. بعد نقل الخليط إلى قمع منفصل ، اغسله ثلاث مرات ب 100 مل من الهكسان بعد إزالة غسول الهكسان. تشبع المرحلة المائية بكلوريد الصوديوم واستخرج الهيما ب 50 مل من داثيل الأثير.

بعد إزالة المرحلة المائية. انقل المرحلة العضوية إلى قارورة قاع مستديرة سعة 500 مل وجففها فوق كبريتات المغنيسيوم. بعد الترشيح ، قم بإزالة المذيب في vao.

عند الانتهاء ، قم بتقطير الهيما تحت ضغط منخفض. قم بإعداد محلول ميثانول 0.62 مولار من الهيما الخالي من المثبط عن طريق إضافة 2.3 مل من الهيما إلى 27.7 مل من الميثانول في قارورة ذات رقبة واحدة. بعد تغطية القارورة بالحاجز ، تخلص من الأكسجين عن طريق فقاعات الأرجون من خلال المحلول لمدة ساعة واحدة.

بعد ذلك ، ضع غشاءين من البولي كربونات بجانب بعضهما البعض في غرفة البلازما. مع توجيه الجانب اللامع من كل غشاء نحو طور الغاز ، قم بتوصيل غرفة البلازما بفراغ عال لمدة خمس دقائق. بعد إغلاق صمام التفريغ ، افتح الصمام المتصل بالأرجون وغاز الأكسجين لتطهير الغرفة بهذا الخليط لمدة ساعتين باستخدام 15 SCCM أرجون و 2.5 SCCM أكسجين.

ابدأ البلازما وخفض الطاقة إلى 12 واط لأغشية البولي كربونات. ثم عالج الأغشية لمدة أربع دقائق باستخدام البلازما ، قم أولا بإيقاف تشغيل البلازما وإخلاء الغرفة عن طريق إغلاق الصمام المتصل بخليط الغاز أولا ثم الصمام المتصل بمضخة الزيت. في الخطوة التالية ، قم بتوصيل محلول المونومر بالغرفة.

قم بتوصيل محلول المونومر بالغرفة عن طريق فتح الصمام المقابل وصب المحلول في الغرفة. بعد التأكد من تغطية الأغشية بمحلول المونومر ، افتح الصمام المتصل بغاز الأرجون وقم بتخزين خليط التفاعل لمدة 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة. بعد إزالة محلول المونومر ، اغسل الأغشية ب 100 مل من الميثانول في حمام بالموجات فوق الصوتية لمدة خمس دقائق.

عند الانتهاء ، كرر إجراء الغسيل مع 100 مل من الماء. ثم جفف الغشاء في vao فوق اللصوص الجزيئيين لمدة ساعتين ، قم بإذابة 100 ملليغرام من مركب Spiro benzoin 1 55 ملليغرام من nn cylo heyl carbo diamine ، و 33 ملليغرام من أربعة ثنائي ميثيل آم بيريدين في 12 ملليلتر من turt butyl methyl ether. بعد ذلك ، ضع قضيب التحريك وشبكة الحماية في قارورة سفلية مستديرة.

بعد تغطية وتجفيف القارورة مغمورة بغاز الأرجون. صب محلول سبيرو بنزو بيران في القارورة متبوعا بالغشاء المطلي. ثم حرك الخليط برفق في درجة حرارة الغرفة لمدة 12 ساعة.

بعد ذلك ، قم بإزالة الغشاء من القارورة واغسل الغشاء ب 50 مل من خنفساء تورت ، ميثيل الأثير في حمام بالموجات فوق الصوتية لمدة خمس دقائق. بعد تكرار إجراء الغسيل ب 100 مل من كل من الإيثانول والماء ، جفف الغشاء في vao فوق اللصوص الجزيئيين لمدة ساعتين. في هذه المرحلة ، ضع الغشاء على قماش خشن.

ضع قطرة من الماء النقي النانوي على سطح الغشاء. ثم قم بقياس زاوية التلامس في خمس نقاط مختلفة من الغشاء لاختبار استقرار العينات على المدى الطويل. قم بقياس زوايا التلامس في ثلاث نقاط مختلفة من الأغشية بعد 0 1 و 2 و 3 و 7 و 14 و 21 يوما.

بعد ذلك ، املأ غرفة المستقبلات لخلية انتشار فرانز ب 12 مل من الماء. قم بإصلاح الغشاء في خلية انتشار فرانز مع التأكد من ملامسته للماء في غرفة المستقبل. املأ الغرفة أو الغرفة المانحة أعلى الغشاء ب 3.0 مل من محلول الكافيين المائي 20 ملليمول.

تشعيع الغشاء من أعلى الغرفة المانحة بالضوء الأبيض. عند الانتهاء ، اجمع 200 عينة ميكرولتر من خلية المستقبل. كرر التجربة كما هو موضح سابقا ، ولكن قم بإشعاع الغشاء بضوء الأشعة فوق البنفسجية 366 نانومتر 80 واط لكل متر مربع أثناء اختبار النفاذية بأكمله.

لتحديد تركيز الكافيين في العينات التي تم جمعها ، ارسم منحنى معايرة مع 15 تركيزا مختلفا من الكافيين بين 0.05 ملليمولار لكل لتر و 1.5 ملليمولار لكل لتر باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية. بعد ذلك ، حدد تركيز كل من العينات التي تم جمعها باستخدام منحنى المعايرة. ثم ارسم التركيز المحدد مقابل وقت العينات التي تم جمعها.

قم بعمل ملاءمة خطية من خلال النقاط وحدد دلتا C من المنحدر. كما هو موضح هنا ، فإن معدلات الحافة لأغشية البوليستر والبولي فينيل والعين والفلورايد والبولي كربونات خطية ، والتي يمكن تحديدها من ميل الارتباط الخطي لوقت ET مقابل فقدان الكتلة. تظهر أغشية البولي كربونات أقل معدل حافة لأغشية البوليمر الثلاثة.

تتغير زاوية التلامس لقطرة الماء عندما تكون أغشية البولي كربونات المسامية مغلفة ببولي هيما عن طريق البلمرة المستحثة بالبلازما. يظهر هنا الفرق في زاوية التلامس بين الأغشية غير المطلية والأغشية المطعمة بولي هيمو بأقطار ضعيفة تبلغ 0.2 ميكرومتر وميكرومتر واحد. من الواضح أن زاوية التلامس لغشاء البولي كربونات المطلي ببولي هيما لا تتغير بمرور الوقت ، وهو مؤشر على طلاء مستقر على المدى الطويل.

يزيد تعديل ما بعد مع مركب سبيرو بنزو بيران من زاوية الاتصال إلى 100 درجة. ومع ذلك ، يمكن تحويل Spiro benzo pyran إلى أنواع سيانيد النخاع القطبي عن طريق الإضاءة بضوء الأشعة فوق البنفسجية ، وهذا التحول يقلل من زاوية التلامس لسطح الغشاء إلى 90 درجة. يتم قياس نفاذية الأغشية باستخدام خلية انتشار صديق.

تنخفض مقاومة تغيير النفاذية بنسبة 97٪ عندما يضيء الغشاء بالضوء الأبيض ، مما يدل على وجود استجابة ضوئية للغشاء بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إحضار وظائف أخرى إلى السطح مثل درجة الحرارة أو الطلاء المستجيب لدرجة الحموضة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إنتاج طلاءات مستحثة للضوء المستحثة بالبلازما.

تعد الأغشية المستجيبة للضوء نظاما مثيرا للاهتمام لاستكشاف خصائص الصور مثل تبديل اللون في واجهة المستخدم والضوء الأبيض ، أو معدل تلاشي الحالة الملونة. من أجل التحكم في نفاذية الأغشية أثناء خطوة البلمرة ، من المهم العمل في جو داخلي. لا تنس أن العمل باستخدام أقطاب كهربائية عالية الجهد يمكن أن يكون خطيرا للغاية ، ويجب أن تكون الاحتياطات مثل الدرع الواقي بينك وبين غرفة البلازما دائما في مكانها أثناء تنفيذ هذا الإجراء.