استفاده از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر برای اصلاح سطوح

محققان کره‌ای موفق شدند با استفاده از پوشش پلی دوپامین سطوحی با انرژی سطحی بسیار کم را پوشش‌دهی کنند. برای این کار از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر استفاده شده است.

محققان کره‌ای موفق شدند با استفاده از پوشش پلی دوپامین سطوحی با انرژی
سطحی بسیار کم را پوشش‌دهی کنند. برای این کار از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر
استفاده شده است.

لیتوگرافی بلوک کوپلیمر یک روش مقرون به‌صرفه با قابلیت تولید انبوه است که
با استفاده از آن می‌توان نانوساختارهایی را به‌صورت دوره‌ای تولید کرد.
این روش برمحدودیت‌های موجود در فتولیتوگرافی‌های رایج غلبه می‌کند. سانگ
اوک کیم، از موسسه علوم و فناوری‌های پیشرفته کره (KAIST) می‌گوید امکان
استفاده از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر برای سطوحی دارای انرژی سطحی کم نظیر
تفلن، گرافن و طلا وجود نداشته است. از آنجایی که انرژی سطحی برای این کار
نقش حیاتی دارد بنابراین امکان اصلاح سطوح با انرژی کم وجود نداشته است.

برای حل این مشکل، کیم و همکارانش از یک لیتوگرافی بلوک کوپلیمری استفاده کردند که
در آن پوشش پلی دوپامین به‌کارگرفته شده بود. این کار از یک صدف الهام گرفته شده
است که در آن این پروتئین به‌عنوان ماده چسبنده ترشح می‌گردد. این گروه تحقیقاتی
ثابت کرد که گروه کاتکول در لایه پلی دوپامین دارای دو نقش است اول این که به‌عنوان
سایت اصلاح کننده شیمیایی برای لیتوگرافی بلوک کوپلیمر عمل می‌کند و دوم به‌عنوان
چسب موجب اتصال آن به سطوح دارای انرژی پایین می‌شود.

پیش از این تلاش‌های زیادی روی استفاده از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر انجام شده است
اما تمام این تلاش‌ها به‌دلیل اتکا به استفاده از محلول و پایین بودن انرژی سطحی
مواد بی نتیجه مانده است. اما با این ترفند محققان می‌توانند آرایه‌هایی از
نانوسیم‌هایی از جنس تفلن را با استفاده از لیتوگرافی بلوک کوپلیمر تولید کنند که
پیش از این انجام آن غیر ممکن بود. تفلون یکی از موادی است که دارای کمترین انرژی
سطحی می باشد به‌طوری که محلول‌ها روی آن نمی‌توانند پخش شوند.

کیم می‌گوید ما برای اثبات نتیجه کار خود، تاثیر این پوشش را روی گوجه فرنگی بررسی
کردیم ( رجوع به تصویر). امکان اصلاح سطح گوجه فرنگی به‌دلیل مورفولوژی طبیعی آن
وجود ندارد. در تصویر فوق سمت چپ گوجه فرنگی را می‌بینید که دست نخورده بود و دارای
انرژی سطحی بسیار کمی است، در سمت راست گوجه فرنگی را می‌بینید که سطح آن اصلاح شده
است بنابراین قطرات آب روی آن چسبیده‌اند.

محققان نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Mussel-Inspired Block
Copolymer Lithography for Low Surface Energy Materials of Teflon, Graphene, and
Gold در نشریه Advanced Materials به چاپ رساندند.