Получение полимерных щеток сложной структуры при помощи фотополимеризации

Источник: chms.ucdavis.edu

Полимерными щетками называются полимеры, в которых отдельные полимерные цепочки стоят на поверхности вертикально, рядами, как щетина на щетке. Для таких материалов есть множество применений. В частности, создание полимерной щетки на искусственном клапане сердца способно предотвратить адсорбцию белков на его поверхности. Но существующие технологии не дают достаточного временного и пространственного контроля над процессом роста «щетинок». Как правило, самоорганизующийся монослой активатора полимеризации наносится на подложку, и полимерные цепи начинают расти из него. Для получения определенных шаблонов активатор должен быть нанесен на подложку по соответствующей шаблону схеме. И даже такой дорогой и трудоемкий процесс не позволяет создавать сложные трехмерные структуры.

Команда исследователей из Университета Калифорнии (США) в сотрудничестве со специалистами компании Dow Chemical разработали новую технологию производства полимерных щеток. Простой метод основан на использовании полимеризации, управляемой при помощи света. Длина щетинок в любой точке матрицы зависит только от продолжительности и интенсивности локального облучения. Для получения сложных трехмерных структур могут использоваться обычные фотошаблоны. Большие узоры с субмикронным разрешением формируются в одностадийном процессе. Все это стало возможным благодаря специальному фотокатализатору на основе иридия.

Он остается активным в течение лишь очень короткого времени после облучения, поэтому он не может мигрировать в необлученные районы в активном состоянии. Можно даже использовать фотошаблоны в оттенках серого, для получения узоров с градацией. Еще одно преимущество нового метода в том, что вновь включаемые мономеры всегда добавляются к цепи, примыкающей к активатору. Это означает, что активатор всегда остается на конце растущей цепи. Так как активатор не уничтожается, как при других методах, и остается доступным в нужном положении, полимеризация может быть остановлена и перезапущена в любое время. Возможно даже изменение параметров полимерной щетки в процессе эксплуатации. Сложность структуры материала и доступные приложения, таким образом, практически неограничены.

Рисунок: physorg.com