[發明專利]制造官能化表面的方法和由此制得的表面

無效

• 申請號: 201280044840.7
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN103889592A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: J.P.S.巴德亞爾;V.魯庫勒;W.C.E.肖菲爾德
• 申請（專利權）人: 表面創新有限公司
• 主分類號: B05D1/36
• 分類號: B05D1/36;B05D7/24;B05D7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段家榮;李進

發明領域

本發明涉及制造官能化表面的方法，特別但非排它地涉及可以重寫的圖案化官能化表面。此外，本發明涉及通過所述方法制得的官能化表面。

發明背景

圖案化的官能表面廣泛用于大量應用，包括集成光學器件、工程模板、傳感器陣列、納米電子器件和細胞相互作用。通常追尋的一種重要屬性涉及可重寫性，盡管對于基體材料（bulk?materials）如全息圖像存儲、電子存儲器件、熱記錄材料、光檢測器、油墨和光學數據存儲已充分獲得這種性質，對表面分子印刷而言這仍然是一種挑戰。

例如，染料連接到表面上與分子晶格器件、有機感光體、臨床免疫分析、特異性細胞標記（染料-蛋白質相互作用）和遺傳學（染料-DNA相互作用）相關。但是，目前對于染料圖案化到固體表面上而言僅存在不可重寫的方法；例如，軟光刻法、UV輻射和噴墨印刷。在每種情況下，染料分子與已經存在于表面（該表面通常已經通過依賴于基底的多步驟方法制備）上的官能團反應。

本發明試圖通過提供可以容易地沉積到表面上并能夠重寫的圖案化官能化表面來克服現有技術的問題。

發明概述

根據本發明的第一實施方案，提供了一種制造圖案化官能化表面的方法，該方法包括：

（i）使表面與具有反應性基團的等離子聚合物接觸，以使該基團沉積在該表面上以便在所述表面上制造官能化聚合物層；和

（ii）使該官能化聚合物層與官能分子接觸，所述官能分子與該官能化聚合物層反應，由此制造具有一個或多個反應性表面官能區域的圖案化表面。

可以設想的是，用于該表面的基底可以是任何固體材料。該基底材料的一個實例是任何固體、顆粒、可滲透和/或多孔基底或成品制品，其由本領域已知的任何材料（或材料的組合）構成，材料的實例包括但不限于紡織或非紡織纖維、天然纖維、合成纖維、金屬、玻璃、陶瓷、半導體、纖維素材料、紙張、木材或聚合物，如聚四氟乙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。該固體材料特別可以是硅。

可以設想的是，該聚合物通過等離子體聚合、熱化學氣相沉積、初始化學氣相沉積（iCVD）、光沉積、離子輔助沉積、電子束聚合、γ射線聚合、靶濺射、接枝聚合或溶液相聚合形成。該聚合物優選通過等離子體沉積且特別通過脈沖等離子體沉積形成。

可以設想的是，反應性基團是酸酐，該酸酐特別是使用馬來酸酐前體沉積的等離子體。可以使用單個酸酐前體，或可以使用具有能夠被官能化的基團的化合物的組合。

優選的是，官能分子染料，如含有親核試劑的油墨，并且該油墨通常是甲酚紫高氯酸鹽?？梢允褂脝蝹€染料/油墨或染料/油墨的組合。

優選的是，在如步驟（ii）中那樣與該染料接觸之前使官能化聚合物層聚合。

可以設想的是，通過在使所述層與一種或多種染料接觸之前照射離散區域內的官能化聚合物層以制造圖案化表面。

在替代情況下，通過在使所述層與該染料接觸之后照射官能化聚合物層來制造圖案化表面。

可以設想的是，使用等離子體、光子、電子、離子、自由基、原子物類或分子物類的束來進行照射。該照射優選是UV照射，通常通過穿過掩模照射產生圖案。該圖案可以使用聚焦的照射源制造。

在一種優選的配置中，該圖案化官能化表面能夠允許重寫該圖案化官能化表面。

可以設想的是，可以通過改變等離子體循環，通常為等離子體工作循環（plasma?duty?cycle）來控制該表面上的基團或染料的表面密度。

通常，表面的圖案化是陰像或陽像UV圖案化。

根據本發明的再一個實施方案，提供了制造任何在先權利要求所述的待圖案化的官能化聚合物層的方法，該方法包括使表面與具有反應性基團的等離子聚合物接觸，以使基團沉積在該表面上以便在所述表面上產生官能化聚合物層。

根據本發明的另一個實施方案，提供了一種通過前述權利要求任一項所述的方法制得的官能化的圖案化表面。

在又一個實施方案中，提供了通過權利要求22所述方法制得的官能化聚合物層。

可以設想的是，本發明的實施方案的官能化的圖案化表面或官能化聚合物層用于分子晶格器件、有機感光體、臨床免疫分析、特異性細胞標記（染料-蛋白質相互作用）和遺傳學（染料-DNA相互作用）。

此外，該官能化的圖案化表面或官能化聚合物層可以包含在包括分子晶格器件、有機感光體、臨床免疫分析、特異性細胞標記（染料-蛋白質相互作用）和遺傳學（染料-DNA相互作用）的套盒中。