Emergent Surface Topography Enabled by Concurrent Crystallization and Polymerization
Emergent Surface Topography Enabled by Concurrent Crystallization and Polymerization
复制标题
通过同时结晶和聚合实现新兴表面形貌
DOI：
10.1021/acs.macromol.9b02703
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Ware, Taylor H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Abdelrahman, Mustafa K.;Kim, Hyun;Maeng, Jimin;Ondrusek, Patrick;Ware, Taylor H.
具有动态表面形貌的材料可以实现从智能涂层到具有受控细胞-材料相互作用的生物材料的各种新技术。然而，目前创建变形表面的方法需要在聚合之前或之后进行编程，这使得这些材料的应用变得复杂。在这里，我们利用半晶聚合物网络微观结构的亚稳性，这些网络在光聚合时结晶，以创建聚合物涂层和微结构，这些涂层和微结构在受热时以紧急的方式不可逆转地从光滑变形到粗糙。例如，当加热通过熔体温度时，均方根(RQ)为15 nm的光滑聚合物涂层转变为Rq为688 nm的粗糙薄膜。我们发现，这种行为在一系列聚合物网络中都可以观察到，聚合过程中的过冷度是控制粗糙度大小的主要因素。这项技术并不局限于聚合物薄膜；利用微模塑或乳液聚合制造的微结构在加热时也会经历粗糙度的变化。最后，我们讨论了使用这种方法来创建具有摩擦系数和接触角时空控制的聚合物结构。
Materials with dynamic surface topography may enable a variety of new technologies from smart coatings to biomaterials with controlled cell–material interaction. However, current approaches to create morphing surfaces require programming procedures, either before or after polymerization, that complicate the application of these materials. Here, we exploit the metastability of the microstructure of semicrystalline polymer networks that crystallize while photopolymerizing to create polymer coatings and microstructures that irreversibly morph from smooth to rough in an emergent manner when heated. For example, a smooth polymer coating with a root-mean-square (Rq) roughness of 15 nm transforms into a rough film with aRqroughness of 688 nm on heating through the melt temperature. We show that this behavior is observed across a range of polymer networks and that the degree of undercooling during polymerization is the primary factor that controls the magnitude of roughness. This technique is not limited to polymer films; microstructures fabricated utilizing micromolding or emulsion polymerization also undergo changes in roughness on heating. Finally, we discuss using this approach to create polymer structures with spatiotemporal control of coefficients of friction and contact angles.
图案化液晶网络涂层中的振荡动态表面结构
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
Organic Photonics + Electronics
影响因子：
--
作者：
M. Hendrikx;Danqing Liu;A. Schenning;D. Broer
通讯作者：
D. Broer
DOI：
--
发表时间：
1968
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Wunderlich
通讯作者：
B. Wunderlich
影响因子：
8.6
作者：
Alzahrani, Abeer A.;Nair, Devatha P.;Bowman, Christopher N.
通讯作者：
Bowman, Christopher N.