刺激响应性聚合物的无溶剂高温毛细管压印：通过正交基底功能化实现润湿性管理
软凝聚态物质
2024-01-29 v1 材料科学
摘要
表面的润湿性决定了其防污、防雾、防冰和自清洁性能，以及其在传感、油水分离、水收集和水净化方面的可用性。在不同修饰的基底上，通过无溶剂高温毛细管压印刺激响应性聚合物，产生刺激响应性聚合物微点阵列，能够灵活地生成具有不同水接触角（WCA）的可切换表面。这避免了与聚合物溶液沉积相关的潜在问题，例如挥发性有机溶剂的操作、溶剂蒸发诱导的相分离以及毛细力驱动的流动过程。我们使用具有拓扑图案化接触表面的复合印章，该印章由金属镍核和多孔二氧化锰涂层组成，用于承载刺激响应性聚合物。从二氧化锰接触层到对向基底的短传输路径，使得压印含有阻碍流动组分（如碳纳米管（CNT））的聚合物熔体成为可能。由此获得的聚合物-CNT杂化微点阵列，避免了与连续涂层相关的问题，包括分层和裂纹扩展。此外，压印的刺激响应性聚合物微点的性质可切换的范围，可以通过正交基底修饰进行调节。作为一个例子，我们将由聚（2-（甲基丙烯酰氧基）乙基二茂铁甲酸酯）（PFcMA）和碳纳米管组成的杂化微点压印到氧化铟锡（ITO）基底上。用聚环氧乙烷封端的硅烷涂覆ITO基底，使得通过将PFcMA在其氧化态和还原态之间切换而获得的水接触角偏移了近50度。
引用
@article{arxiv.2401.14974,
title = {Solvent-Free High-Temperature Capillary Stamping of Stimuli-Responsive Polymers: Wettability Management by Orthogonal Substrate Functionalization},
author = {Fatih Alarslan and Hanna Hübner and Jonas Klein and Karsten Küpper and Joachim Wollschläger and Markus Haase and Markus Gallei and Martin Steinhart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14974},
year = {2024}
}