اثر ميكروتوپوگرافي سطحي بر ترشوندگي فيلم پلي‌دي‌متيل‌سيلوكسان: ابرآب‌گريزي

فرضيه: پيشرفت‌هاي اخير در ميكرو و نانوفناوري امكان ايجاد سطوح ميكرو يا نانوساختار كاربردي با ويژگي ميكرو و نانوتوپوگرافي سطحي را فراهم مي‌كند كه مي‌توانند خواص چسبندگي كمي را نشان دهند. دسته بسيار مهمي از اين ساختارها، سطوح ابرآب‌گريز بوده كه به‌شدت دافع آب هستند. در كار حاضر، اثرهاي ميكروتوپوگرافي سطحي بر رفتار ترشوندگي فيلم لاستيك پلي‌دي‌متيل‌سيلوكسان (PDMS) با هدف ايجاد سطح ابرآب‌گريز بررسي شده است.روش‌ها: آرايه‌هايي از الگوي ميكروستون‌ها با الهام از ساختارهاي زيستي موجود در طبيعت با استفاده از روش ميكروليتوگرافي نرم و با نسبت‌هاي مختلف از گام به پهنا روي سطح PDMS ايجاد شد. به همين دليل قالب‌هايي با استفاده از روش‌هاي ميكروساخت و ليتوگرافي نوري ساخته شد. الگوي قالب‌ها بر اساس طرح ستون‌هاي وارونه بوده و با استفاده از حكاكي ناهمسانگرد سطح ويفر سيليكون (روش حكاكي يون واكنشي عميق، DRIE) به دو صورت قالب سيليكوني با نسبت منظر بزرگ و قالب نورمقاوم با نسبت منظر كوچك، تهيه شد. يافته‌ها: ميكروستون‌هاي ساخته‌شده روي قالب سيليكون داراي موج‌هاي نانومقياسي بودند كه ناشي از مراحل چندگانه حكاكي و اثرناپذيرسازي ديواره‌هاي جانبي در فرايند DRIE است. مهرهاي لاستيكي نسخه‌هاي عيني از قالب بوده (نسخه‌هاي منفي) و از رزين PDMS قالب‌گيري شدند. مهرهاي سيليكوني آرايه‌هاي منظمي از برخي ويژگي‌هاي برجسته بودند كه امكان انتقال الگو روي زيرلايه هدف را طي فرايند چاپ ميكروتماسي فراهم مي‌آورد. شكل‌دهي نسبت‌هاي متعدد گام ميان ستون‌ها به پهناي آن‌ها براي بهينه‌سازي ارتباط بين توپوگرافي سطحي و رفتار ترشوندگي فيلم PDMS با استفاده از اندازه‌گيري‌هاي زاويه تماس ايستا آب انجام شد. در پژوهش حاضر، اين ساختارها به خواص آب‌گريزي لاستيك سيليكون ارتباط داده شد و براي الگوهاي مختلف سطحي، انتقال از حالت مدل مركب (CassieBaxter) به مدل تر (Wenzel) شناسايي شد. مشاهده شد، زاويه تماس وابسته به نوع شكل‌دهي ميكروستون‌ها در انتقال از مدل CassieBaxter به مدل Wenzel در اندازه گام 60mm~ قرار مي‌گيرد.