热响应性 PS/PNIPAM 聚合物共混物涂层的激光微结构化硅功能表面：在亲水性与疏水性之间可逆切换
材料科学
2020-06-23 v1 应用物理
摘要
我们开发了涂覆聚苯乙烯（PS）与聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）共混物的激光微结构化硅功能表面，并研究了其在亲水性与疏水性之间的润湿行为切换。大面积硅经加工获得可复现的表面微形貌，并旋涂了两种共混比例的 PS/PNIPAM 共混物。表面的润湿行为由表面形貌与表面化学效应的组合所调控。PS/PNIPAM 薄膜被浇铸在带有或不带有天然 SiO2 层的平坦及微结构化硅基底上。所有薄膜均对温度刺激作出响应，而浇铸在带有天然 SiO2 层的微结构化硅基底上的薄膜表现出最高的热响应性，这可能是由于它们采用了更有利的结构。微结构化提供了较大的比表面积，根据 Wenzel 模型扩展了 PNIPAM 链与水分子的接触，从而增强了薄膜的热响应性，导致在加热时从亲水性到疏水性的可逆转变。硅基底上天然 SiO2 层的缺失影响了薄膜中 PS 和 PNIPAM 的排列，在低于和高于 PNIPAM 的低临界溶解温度时均增大了水接触角，并降低了其热响应性。
引用
@article{arxiv.2006.12236,
title = {Functional surfaces of laser-microstructured silicon coated with thermoresponsive PS/PNIPAM polymer blends: switching reversibly between hydrophilicity and hydrophobicity},
author = {Maria Kanidi and Aristeidis Papagiannopoulos and Andreea Matei and Maria Dinescu and Stergios Pispas and Maria Kandyla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12236},
year = {2020}
}