[发明专利]制造官能化表面的方法和由此制得的表面

说明书

发明领域

本发明涉及制造官能化表面的方法，特别但非排它地涉及可以重写的图案化官能化表面。此外，本发明涉及通过所述方法制得的官能化表面。

发明背景

图案化的官能表面广泛用于大量应用，包括集成光学器件、工程模板、传感器阵列、纳米电子器件和细胞相互作用。通常追寻的一种重要属性涉及可重写性，尽管对于基体材料（bulk materials）如全息图像存储、电子存储器件、热记录材料、光检测器、油墨和光学数据存储已充分获得这种性质，对表面分子印刷而言这仍然是一种挑战。

例如，染料连接到表面上与分子晶格器件、有机感光体、临床免疫分析、特异性细胞标记（染料-蛋白质相互作用）和遗传学（染料-DNA相互作用）相关。但是，目前对于染料图案化到固体表面上而言仅存在不可重写的方法；例如，软光刻法、UV辐射和喷墨印刷。在每种情况下，染料分子与已经存在于表面（该表面通常已经通过依赖于基底的多步骤方法制备）上的官能团反应。

本发明试图通过提供可以容易地沉积到表面上并能够重写的图案化官能化表面来克服现有技术的问题。

发明概述

根据本发明的第一实施方案，提供了一种制造图案化官能化表面的方法，该方法包括：

（i）使表面与具有反应性基团的等离子聚合物接触，以使该基团沉积在该表面上以便在所述表面上制造官能化聚合物层；和

（ii）使该官能化聚合物层与官能分子接触，所述官能分子与该官能化聚合物层反应，由此制造具有一个或多个反应性表面官能区域的图案化表面。

可以设想的是，用于该表面的基底可以是任何固体材料。该基底材料的一个实例是任何固体、颗粒、可渗透和/或多孔基底或成品制品，其由本领域已知的任何材料（或材料的组合）构成，材料的实例包括但不限于纺织或非纺织纤维、天然纤维、合成纤维、金属、玻璃、陶瓷、半导体、纤维素材料、纸张、木材或聚合物，如聚四氟乙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。该固体材料特别可以是硅。

可以设想的是，该聚合物通过等离子体聚合、热化学气相沉积、初始化学气相沉积（iCVD）、光沉积、离子辅助沉积、电子束聚合、γ射线聚合、靶溅射、接枝聚合或溶液相聚合形成。该聚合物优选通过等离子体沉积且特别通过脉冲等离子体沉积形成。

可以设想的是，反应性基团是酸酐，该酸酐特别是使用马来酸酐前体沉积的等离子体。可以使用单个酸酐前体，或可以使用具有能够被官能化的基团的化合物的组合。

优选的是，官能分子染料，如含有亲核试剂的油墨，并且该油墨通常是甲酚紫高氯酸盐。可以使用单个染料/油墨或染料/油墨的组合。

优选的是，在如步骤（ii）中那样与该染料接触之前使官能化聚合物层聚合。

可以设想的是，通过在使所述层与一种或多种染料接触之前照射离散区域内的官能化聚合物层以制造图案化表面。

在替代情况下，通过在使所述层与该染料接触之后照射官能化聚合物层来制造图案化表面。

可以设想的是，使用等离子体、光子、电子、离子、自由基、原子物类或分子物类的束来进行照射。该照射优选是UV照射，通常通过穿过掩模照射产生图案。该图案可以使用聚焦的照射源制造。

在一种优选的配置中，该图案化官能化表面能够允许重写该图案化官能化表面。

可以设想的是，可以通过改变等离子体循环，通常为等离子体工作循环（plasma duty cycle）来控制该表面上的基团或染料的表面密度。

通常，表面的图案化是阴像或阳像UV图案化。

根据本发明的再一个实施方案，提供了制造任何在先权利要求所述的待图案化的官能化聚合物层的方法，该方法包括使表面与具有反应性基团的等离子聚合物接触，以使基团沉积在该表面上以便在所述表面上产生官能化聚合物层。

根据本发明的另一个实施方案，提供了一种通过前述权利要求任一项所述的方法制得的官能化的图案化表面。

在又一个实施方案中，提供了通过权利要求22所述方法制得的官能化聚合物层。

可以设想的是，本发明的实施方案的官能化的图案化表面或官能化聚合物层用于分子晶格器件、有机感光体、临床免疫分析、特异性细胞标记（染料-蛋白质相互作用）和遗传学（染料-DNA相互作用）。

此外，该官能化的图案化表面或官能化聚合物层可以包含在包括分子晶格器件、有机感光体、临床免疫分析、特异性细胞标记（染料-蛋白质相互作用）和遗传学（染料-DNA相互作用）的套盒中。