利用Langmuir-Blodgett技术构筑表面微结构的方法(6)

由于表面纳/微结构在微电子和生物学等领域有着广泛的应用前景,其构筑方法引起了人们越来越多的关注。目前已经发展出了多种表面纳/微结构的构筑方法,然而在大面积上构筑表面结构仍然是一个非常重要的研究课题。自组装技术作为一种无模板的构筑方法,在这方面发挥了重要作用。

第6期黄春玉等　利用Langmuir2Blodgett技术构筑表面微结构的方法 857

体系中Au55纳米簇起了关键作用。在此基础上,我们成功地将这种金纳米簇的线状结构连接到了模拟电极上

[47]

。

图11　Au55ΠPVP在云母基底上的LB膜的原子力显微镜照片,转移压力分别为:(a)215mNm-1,(b)4mNm-1,

(c)10mNm

-1

图13　,标尺

[49]

分别为(a)μm;(b)1()、nm

,图中标尺为500nm

[46]

Fig.11　AFMimagesofAu55ΠPVP,transferredontomicawithdifferentsurfacepressures:(a)215mNm

-1

of,bar(a)100

[49]

μ;and(1(

e)200nm

,(b)4mNm

-1

-1[46]

and(c)10mNm,scalebar=500nm

杨培东等(100nm)或银(50nm)(图12)。

[48]

,这种制备模板的方法极为,大幅降低了制备成本。实验表明用这种模板压印后有结构的聚苯乙烯(PS)表面对细胞生长

[50,51]

方向有诱导作用(图14c、d),这就为细胞生长方向的控制问题提供了一个低价高效的方法。

图12　含金和银纳米粒子条带结构的显微镜照片:(a)μAuΠPVP,(b)AgΠPVP。图中标尺为100m

[48]

stripepattern,scalebar=100μm

[48]

Fig.12　Microcopyimagesof(a)AuΠPVPand(b)AgΠPVP

图14　(a)湿法刻蚀得到的硅模板的电子显微镜照片,

(b)用(a)中的模板压印聚苯乙烯得到的结构表面的显微

通过控制LB膜转移条件,制得了规则的纳米线阵列(图13),而且通过多次转移的方法

Lieber等

[49]

μ镜照片,标尺为2m;(c)(d)分别为肌动蛋白和纽蛋白标记的造骨细胞排列在150nm沟槽上的荧光显微镜照

[50,51]μ片,标尺为20m

可以制备纳米线多层规则结构,其厚度可在纳米至微米级间调控。此外,只要改变多次转移时基底的方向就可以控制纳米线层与层之间的平行或垂直排列。

Fig.14　Opticalmicrographof(a)asiliconmaster,(b)a

μpolystyreneimprintofastripedtopography,scalebar=2m;

fluorescencemicrographsofosteoblastsalignedon150nmdeepgrooves,labeledfor(c)actinand(d)vinculin,scalebar=

[50,51]

μ20m

3　LB技术制备的图案化表面的应用

与其它常用的图案化手段相比

,LB技术具有方法简单、不需要模板、制备的样品面积较大、仪器设备廉价和效率高等优点。因此它在多种领域中都具有广泛的应用前景。

例如我们用LB方法制备的DPPC条带表面就有很多方面的应用。如图14所示,以DPPC条带为掩模,对硅基底进行选择性刻蚀,得到了表面有条带

另外,我们还将DPPC条带结构用于功能材料

[52,53]

选择性定位组装方面。如图15所示,我们利用选择性吸附的方法,制备了

CdSe纳米晶体(NCs)的条带结构;此外将硅基底上的这种DPPC结构作为自组装的模板,通过二次组装制备了稳定的氨基末端和烷基末端两种功能分子交替自组装条带结构。