كاربردها:
كنترل ساختار سطح در مقیاس نانو این امكان را به كاربردهای جدید می دهد تا نسبت به پوشش های متداول امكانات بیشتری فراهم آورند. در مورد روش خود چینش پلیمر ها، انتخاب مواد اولیه و نیز پارامترهای پوشش دهی این اجازه را می دهند تا اندازه و كاربرد ساختار نانوی پلیمر نهایی را مشخص كرد. این مشخصات را می توان با دامنه ی وسیعی از ابعاد و دامنه ی متنوعی از گروه های شیمیایی انتهایی بر حسب تقاضا تنظیم كرد.این ساختار به صورت تصادفی است ولی می توان با انتخاب دقیق مواد اولیه و پارامترهای پوشش دهی، ویژگی های آنها را از پیش تعریف كرد. به عنوان مثال این كاربرد در انگشت نگاری می تواند در آینده برای تولید برچسب های شناسایی و امنیتی مورد استفاده قرار گیرد.اگر یكی از لایه های پلیمری توسط یك حلال انتخابی از سطح زدوده شود، این فیلم های پلیمری می توانند به صورت متخلخل درآیند. این عمل این اجازه را به كاربردهای پوششی كه برداشت سریع یك مایع یا جوهر مورد نظر است را می دهد.
با اینكه همه ی ویژگی های ساختاری از این روش قابل كنترل هستند ولی ساختار جزیی به طور ذاتی تصادفی باقی می ماند.بنابراین، از این ساختارها می توان به عنوان ویژگی امنیتی برای محافظت از كارت های بانكی و تجارتی بهره جست. شبیه ویژگی های انگشت نگاری ، برخی ویژگی های كلیدی برای ساختارهای پلیمری تعریف می شود ، كه می توانند بعد به یك دسته ی خاص از ساختار نانو نسبت داده شوند. به عنوان كاربردی در بازار های دیگر می توان به شناسایی در بخش های هنری و تجملاتی ، علاوه بر كارتهای تجاری اشاره كرد كه اخیراً مورد مطالعه قرار گرفته اند. این سطوح از نظر قیمت ارزان و قابل تغییر هستند . روشهای استاندارد مختلف مثل غوطه وری، اسپری كردن و پوشانش دورانی (spin coating ) برای اعمال این پو ششها بكار می روند . به راحتی می توان برخی از این روش ها را برای پوشش دادن سطوح بزرگ به كار برد. یكی از مزایای اصلی این روش ها ، امكان اعمال بر روی زیرآیندهای 3 بعدی است. برای مثال از این روش ها می توان برای پوشش دادن حفره ها و یا سطوح داخلی قطعات تو خالی استفاده كرد .
بسیاری از تقاضاها در این مورد مقاومت در برابر برخوردهای محیطی است. در مورد ساختارهای پلیمری رسیدن به ماده ای با مقاومت در برابر خراش مشكل است. یك راه حل برای رفع این مشكل جایگزین كردن ماده ای دیگر كه مقاومت بیشتری در برابر خراش دارد به جای ساختار پلیمری است. این كار را می توان با تیزاب كاری شیمیایی توسط یك لایه مناسب انجام داد ، به طوری كه ساختار پلیمری به عنوان یك لایه عمل كند.
با این كار ساختار به صورت ماده ای سخت در می آید . عمق ساختار 4 میكرون است. سطح نهایی هم می تواند به همان صورت كه هست استفاده شود و هم می تواند به عنوان ابزار اصلی برای جور كردن ساختار سطح به كار رود، مثل پوشاندن آن بر روی یك پلاستیك .
مورد دوم مسیر جالبی را برای تولید انبوه ساختارهای نانو باز می كند. برای مثال می توان به استفاده از این فن آوری برای كاربرد هایی مثل پلاستیك های جدید برای كشت سلول یا مهندسی بافت اشاره كرد.ایجاد الگوهای سطح در مقیاس نانو نسبت به مقیاس میكرون ترجیح داده می شود. دسته ی دیگری از پلیمرها برای چینش خود به خود به كار می روند.
كوپلیمرهای بلاك (block ) از دو یا بیشتر از دو پلیمر كه به یكدیگر متصل شده اند ساخته می شوند، كه این كوپلیمرها به وسیله یك فرآیند به نام جداسازی میكروفاز ایجاد می شوند . در اینجا ابعاد نمونه همان ملكول های پلیمری منحصر به فرد هستند كه به پلیمرهایی كه در مقیاس میكرون هستند و در بالا شرح داده شده اند ترجیح داده می شوند . متعاقباً، جرم ملكولی پلیمر تشكیل شده یا طول زنجیرهای آن روی هندسه ی ساختار نانوی پلیمر تاثیر می گذارد و گروه های عاملی ویژگی های شیمیایی سطح را مشخص می كند.
در اینجا ساختار یك سطح خود چیده از كو پلیمر پلی استایرن- پلی اكریلیك اسید به عنوان یك ماسك برای یون واكنش پذیر استفاده شده است. هسته های مایسلی ایجاد شده از پلی اكریلیك اسید با قطری حدود 30 نانومتر مقاومت در برابر حكاكی كردن (ایجاد خلل و فرج روی سطح) بالاتری نسبت به فاز پیوسته ی پلی استایرن دارد. در نتیجه پلی اكریلیك اسید از مواد زیرین در برابر (حكاكی ing) محافظت می كند و یك ساختار ستونی نانو ، مشابه با بعد عرضی ساختار پلی اكریلیك اسید تشكیل می شود.
عمق ساختار (یا به طور معادل بلندای ستون ها) می تواند با تنظیم زمان( حكاكی ing) تغییر كند.
در این روش ساختار بدست آمده نه تنها از نظر مكانیكی از فیلم پلیمری سخت تر است، بلكه می تواند ویژگی های سه بعدی مشخصی نیز داشته باشد این ساختارها اغلب ویژگی تر كنندگی متمایزی از خود نشان می دهند كه می تواند از آب گریز به ابرآبگریز تنظیم شود. علاوه بر این اگر به ساختار عامل پرفلوئوروسیلان اضافه شود این تاثیر تقویت می شود.
كاربرد هایی برای سطوح خود تمیز شونده نیز وجود دارد.برای مثال تماس زاویه ای بزرگ آب، ویژگی ابر آب گریزی سطح ستون نانو را ثابت می كند كه باعث دفع كنندگی آب و خود تمییز شوندگی می شود.
اما الگوی توپوگرافی توسط خود چینشی فقط یك جنبه است. تنوع گسترده ی پلیمرهای موجود امكان انتخاب این پلیمر ها را برای فرایند خود چینش فراهم می كند و وجود گروههای عاملی مختلف در این پلیمرها منجر به رسیدن به هدف مطلوب می شوند.ساختار سطح نهایی یك الگوی شیمیایی در مقیاس نانو است كه دریچه ای به كاربردهای بی شمار دیگر باز می كند. به علاوه، این امكان وجود دارد كه با استفاده از یك حلال كه به طور انتخابی نسبت به مایسل عمل می كند ساختار مایسل را وارونه كرده و منجر به ایجاد مایسل های متورم می شود . ساختار بدست آمده می تواند دوباره به عنوان یك ماسك حكاكی برای ساخت ویژگی های وارونه در مواد سخت به كار رود، یعنی حفره های نانویی به جای ستونهای نانویی.
با پیروی از این رویكرد ، می توان غشاهای متخلخل بر پایه سیلیكون را كه قطری بین 35 تا 80 نانومتر دارند را تولید كرد.ضخامت غشاها بین 100 تا 300 نانومتر است و تركیب سیلیكون ساختار را برای ضمانت پایداری مكانیكی و امكان دستكاری و یكپارچه كردن برای ابزارهای میكروسكوپی، تقویت می كند. در خواست های بسیاری ارایه و مورد ارزیابی قرار می گیرند كه شامل خالص سازی زیست ملكول ها و اولترا*****اسیون تابشی جزیی است . یكی از چالش های فنی دستیابی به توزیع باریكی از اندازه روزنه های غشا، به منظور رسیدن به ***** كردن انتخابی و بهبود خواص مكانیكی غشا است . تعمیم این فرآیند برای غشاهای نانوی متخلخل فلزی و برای كاربرد های پلاسمونیك تحت بررسی است.
در بعضضی از كاربردهای زیست شناسی غشاهای متخلخل، سازگاری زیستی و تجزیه پذیری زیستی مواد غشا یك موضوع مهم است . برخی غشاهای نانوی متخلخل برای ***** كردن و كاربردهای حسگری جالب هستند ، به طور خاص چون حفره ها به آسانی می توانند به طور شیمیایی عامل دار شوند ، این امكان وجود دارد كه ویژگی های ***** كردن آنها در نظر گرفته شود.
كاربردهای دیگر سطوح با ساختارنانو را می توان در اصلاح سلولی زیرآیند ها یافت. رفتار سلول ها روی سطح فقط از روی شیمی سطح مشخص نمی شود ، بلكه به ساختار نانو و یا میكرو سطح نیز مرتبط است.درك بهتر از مكانیزم مطرح شده امكان اصلاح طراحی سطح كاشت را برای آماده كردن زیرآیند برای مهندسی بافت و طراحی بهتر مواد باند پیچی برای بهبود معالجه زخم فراهم می كند.
منبع: بسپار
