| Περίληψη |
Ο σχεδιασμός και η βελτιστοποίηση καινοτόμων, πολύ-λειτουργικών επιφανειών, οι οποίες θα έχουν την ικανότητα να αλλάζουν τις ιδιότητες διαβροχής τους και να μετατρέπονται από υπερ-υδρόφιλες σε υπερ-υδρόφοβες και υδατοαπωθητικές αποκρινόμενες σε ένα ή περισσότερα εξωτερικά ερεθίσματα, αποτελούν σημαντική επιστημονική πρόκληση. Το ενδιαφέρον σε αυτό το πεδίο έγκειται στο μεγάλο εύρος εφαρμογών που έχουν, το οποίο περιλαμβάνει διατάξεις μικροροής και “lab-on-chip”, μεταφορά φαρμάκων, βιοδιαχωρισμό, πρόσφυση κυττάρων, χημικές και βιοχημικές πύλες, ανάπτυξη αισθητήρων, αντιθαμβωτικά επιστρώματα και αυτό-καθαριζόμενες επιφάνειες.Στη παρούσα εργασία, ιεραρχικά δομημένες επιφάνειες με μικρο- και νάνο- δόμηση, παρασκευάστηκαν με ακτινοβόληση των ανόργανων επιφανειών με υπερ-βραχείς (femtosecond) παλμούς laser υπό ατμόσφαιρα αντιδρώντος αερίου. Αυτές οι ιεραρχικά δομημένες επιφάνειες, επικαλύφθηκαν στη συνέχεια με λειτουργικά επιστρώματα τα οποία εισήγαγαν την ικανότητα μεταβολής στις ιδιότητες διαβροχής. Για το σκοπό αυτό, πολυμερικά στρώματα αποκρίσιμα είτε στο pH (πολυ(2-βινυλοπυριδίνη), P2VP) είτε στη θερμοκρασία (πολυ(Ν-ισοπροπυλακρυλαμίδιο), PNIPAm), προσδέθηκαν στις σμιλευμένες επιφάνειες με τη μέθοδο “grafting to”. Παράλληλα, επιφάνειες αποκρίσιμες στην ακτινοβολία, παρασκευάστηκαν με τη χρήση λειτουργικών επιστρωμάτων οξειδίων του ψευδαργύρου, ZnO, με μια απλή διαδικασία sol-gel. Ο χαρακτηρισμός των επιφανειών πραγματοποιήθηκε με χρήση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης ενώ η διαβροχή των επιφανειών εξετάστηκε με τη μέτρηση της γωνίας επαφής σταγόνων ύδατος επί των επιφανειών. Οι ιεραρχικά σμιλευμένες επιφάνειες πυριτίου τροποποιημένες με τα αντίστοιχα πολυμερή χρησιμοποιήθηκαν για εναπόθεση ινοβλαστών για χρονικό διάστημα επτά ημερών. Σκοπός της καλλιέργειας των κυττάρων αυτών στις επιφάνειες ήταν η μελέτη της συμπεριφοράς τους όσον αφορά την επιβίωση τους και του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Ο χαρακτηρισμός της κυτταρικής συμπεριφοράς μελετήθηκε με χρήση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης.Παράλληλα μικροπηκτώματα που αποκρίνονται σε μεταβολές του pH, με ενσωματωμένους νανοκαταλύτες, χρησιμοποιήθηκαν ως μικρο-αντιδραστήρες για καταλυτικές αντιδράσεις. Για το σκοπό αυτό, τα πολυμερικά μικροπηκτώματα προσδέθηκαν σε επιφάνειες και ελέγχθηκε η σταθερότητά τους στις συνθήκες πρότυπης αντίδρασης. Σε όλες τις περιπτώσεις, οι επιφάνειες εξετάστηκαν ως προς την σταθερότητά τους σε επαναλαμβανόμενες εκθέσεις στα ερεθίσματα.
|
Development of responsive biomimetic polymer surfaces
