化学梯度表面的新颖制备方法 — 空间受限等离子体氧化法

化学梯度表面是指沿着某一方向化学组成逐渐变化的表面。化学梯度表面在生物分子之间的相互作用、细胞的吸附(生长和迁移)、医学诊断、纳米摩擦学、液晶显示、微流控等生物和材料研究领域起着重要作用,并且有着广泛的应用前景。文献中采用的制备化学梯度表面的方法具有所需仪器设备昂贵、费时、操作不便等缺点,因此如何简单、快速、有效且经济的制备化学梯度表面仍是当前面临的一个挑战。

最近,哈尔滨工业大学化工学院韩晓军教授课题组发展了一种空间受限等离子体氧化法制备表面化学梯度的方法(Adv. Funct. Mater. 2012, 22,4533),并实现了液滴在其表面的自发流动。该项研究的新颖性和重要性得到审稿人充分肯定。

他们巧妙地利用空间受限等离子体氧化技术,并通过调节氧气流量、产生等离子体所需的能量和楔形空间的大小等条件,实现了低成本、快速、灵活地制备化学梯度表面。该技术的原理是由于楔形空间内氧气等离子体具有数量梯度,使得基底单位面积内烷基自组装膜的末端甲基被氧化成极性碳的数量呈梯度变化,进而制得化学梯度表面。该方法不仅适用于硅烷自组装膜所修饰的基底,同时也适用于硫醇自组装的金属基底。他们制备了宽度从1 -18 mm,接触角变化从 7 – 100o 的一系列梯度表面,并进一步证实了羧基梯度可将氨基修饰的分子联接到表面形成梯度,为后续的生物分析、生物矿化、细胞生长、医学诊断等领域的研究奠定了基础。