製造官能化表面的方法和由此製得的表面的製作方法

2023-06-12 05:55:06

製造官能化表面的方法和由此製得的表面的製作方法【專利摘要】可重寫反應性基團光圖案化到表面上的方法，所述方法通常使用官能化材料的等離子體化學沉積，接著進行油墨的分子印刷。隨後對反應性基團的處理允許表面重寫，該方法允許產生陽像或陰像多官能可重寫圖案化表面。【專利說明】製造官能化表面的方法和由此製得的表面發明領域[0001]本發明涉及製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製得的官能化表面。[0002]發明背景圖案化的官能表面廣泛用於大量應用，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，儘管對於基體材料(bulkmaterials)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。[0003]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，目前對於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於表面(該表面通常已經通過依賴於基底的多步驟方法製備)上的官能團反應。[0004]本發明試圖通過提供可以容易地沉積到表面上並能夠重寫的圖案化官能化表面來克服現有技術的問題。[0005]發明概述根據本發明的第一實施方案，提供了一種製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製造官能化聚合物層；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，由此製造具有一個或多個反應性表面官能區域的圖案化表面。[0006]可以設想的是，用於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/或多孔基底或成品製品，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於紡織或非紡織纖維、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矽。[0007]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、Y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衝等離子體沉積形成。[0008]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。[0009]優選的是，官能分子染料，如含有親核試劑的油墨，並且該油墨通常是甲酚紫高氯酸鹽。可以使用單個染料/油墨或染料/油墨的組合。[0010]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。[0011]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製造圖案化表面。[0012]在替代情況下，通過在使所述層與該染料接觸之後照射官能化聚合物層來製造圖案化表面。[0013]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製造。[0014]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。[0015]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(plasmadutycycle)來控制該表面上的基團或染料的表面密度。[0016]通常，表面的圖案化是陰像或陽像UV圖案化。[0017]根據本發明的再一個實施方案，提供了製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。[0018]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製得的官能化的圖案化表面。[0019]在又一個實施方案中，提供了通過權利要求22所述方法製得的官能化聚合物層。[0020]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於分子晶格器件、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)。[0021]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。[0022]本發明具有特別的優點，在於其允許含有親核試劑的油墨分子圖案化到脈衝等離子體沉積的馬來酸酐納米膜表面上。通過利用與作為採用本發明的典型方法的表面酸酐基團化學再生結合的UV光刻法可以產生可重寫的陽像與陰像(positiveandnegativerewritableimages)。[0023]附圖概述參照附圖(僅作為例子)並如附圖所示描述本發明的實施方案，其中:圖1顯示:紅外光譜:Ca)沉積的馬來酸酐脈衝等離子聚合物的反射-吸收光譜；(b)甲酚紫高氯酸鹽染料的吸收光譜；和(C)用甲酚紫高氯酸鹽染料官能化的等離子聚合物的反射-吸收光譜；圖2顯示:表面固定的甲酚紫染料的陰像UV圖案化；圖3顯示:使用酸酐基團再生步驟的表面固定的甲酚紫染料分子的陽像UV圖案化；圖4顯示:連接到馬來酸酐脈衝等離子聚合物的甲酚紫高氯酸鹽染料分子的UV圖案化表面的光學和螢光顯微法圖像:(a)陰像圖案化和(b)陽像圖案化；圖5顯示:以下的紅外反射-吸收光譜:Ca)沉積的馬來酸酐脈衝等離子聚合物；(b)用4-乙基苯胺官能化的等離子聚合物；(c)用4-乙基苯胺官能化並在120°C加熱的等離子聚合物；(d)(c)的UV照射和水解；(e)再生的酸酐基團jP(f)採用甲酚紫高氯酸鹽染料官能化(e)。[0024]圖6顯示:顯示該馬來酸酐脈衝等離子聚合物膜表面的可重寫性質的示意性方法。[0025]圖7顯示:(a)經由固定染料I(甲酚紫高氯酸鹽)分子並隨後再生醯胺基團並固定染料2(HiLyteFluor488胺)分子的表面的UV曝光的雙官能圖案化表面。(b)顯示連接到馬來酸酐脈衝等離子聚合物上的甲酹紫高氯酸鹽(紅)和HiLyteFluor488(藍)染料分子的相應的螢光顯微法圖像。[0026]發明實施方案詳述通常，本發明涉及膜形成，其中在短等離子體工作循環接通時期(微秒)的過程中在放電中在基底表面處生成活性位點(主要是自由基)。該過程接下去是在各延長的熄滅關斷時期(毫秒)過程中進行的常規聚合反應途徑以產生充分限定的聚(馬來酸酐)納米膜。反應性表面酸酐官能隨後用於束縛官能分子(例如染料，如甲酚紫高氯酸鹽)。此外，通過隨後用於促進固定分子去除和反應性酸酐基團再生以備用於下一寫入步驟的UV光刻法證實了這些表面的可重寫圖案化。這種方法提供了製造陽像或陰像圖案化官能表面的範圍。這種方法的某些固有優點包括以下事實:等離子體化學表面官能化步驟與基底無關(由於放電的活化性質)，並且可以通過改變脈衝等離子體工作循環微調束縛的分子物類的表面密度。[0027]酸酐官能化納米層的沉積將馬來酸酐(Aldrich，+99%)壓塊研磨成微細粉末並裝載到玻璃單體管中，隨後將其連接到封裝在法拉第籠中的無電極圓筒形玻璃等離子體反應器(直徑4.5釐米，體積460立方釐米，基礎壓力5X10_3毫巴，洩露速率低於1.0X10,千克/秒)。其配備有外部卷繞的銅線圈(直徑4毫米，9圈，距氣體入口跨距8-15釐米)、熱電偶壓力計和連接到液氮冷阱上的30升/分鐘兩級旋轉泵。所有接頭均是無潤滑脂的。L-C電路與部分離子化氣體載入的RF發電機(13.56MHz)的輸出阻抗匹配。脈衝等離子體沉積要求由信號發生器觸發該RF電源。用示波器監控脈衝寬度和振幅。在每次試驗前，用清潔劑和隨後的30分鐘大功率(50W)空氣等離子體處理對反應器進行清潔。接著，將該室與空氣相通，向中心處放置一片矽基底(MEMCElectronicMaterials，+99.9%)，接著抽空至返回基礎壓力。在此階段，以0.2毫巴的恆定壓力將馬來酸酐蒸氣引入到反應器中，接著等離子體點火。最佳沉積條件對應於功率(Pew)=5W，脈衝接通時間(tm)=20微秒，關閉時間(U=1200微秒，總沉積時間=30分鐘。在等離子體熄滅時，將RF電源關閉，並令單體進料進一步連續流經該系統5分鐘，隨後抽空至基礎壓力。[0028]通過反射測量法估計沉積的馬來酸酐脈衝等離子聚合物膜厚度為92土5nm。XPS分析顯示了在C(Is)包絡線(envelope)中的五種類型的碳官能:烴(￡HX~285.0eV)、單鍵鍵合到酸酐基團上的碳(￡_C(O)-O-~285.7eV)、單鍵鍵合到氧上的碳(-￡-0~286.6eV)、雙鍵鍵合到氧上的碳(0-￡-0/-￡=0~287.9eV)和酸酐基團(0=￡_0_￡=0~289.4eV)。通過不存在任何Si(2p)信號來證明完全覆蓋了下方的矽基底；紅外分析證實了脈衝等離子體沉積層中酸酐基團的結構保留，這顯示在圖1中。識別出下列特徵環酸酐吸收:不對稱和對稱的C=O伸縮(1860CnT1(A)和1796cnT1(B))、環狀共軛酸酐基團伸縮(1241cnT1(N)和1196cnT1(O))、C-0-C伸縮振動(1097cnT1(P)和1062cm1(S))以及環狀非共輒酸野基團伸縮(964cm\938cm1和906cm1(U))。[0029]染料的包含將染料連接到官能化層表面要求將一片塗有脈衝馬來酸酐等離子聚合物的基底浸沒到溶解在無水N，N-二甲基甲醯胺(+99.9%，Aldrich)中的甲酚紫高氯酸鹽(+99.9%，Aldrich)的1X10_5M溶液中I小時(這種溶劑避免酸酐基團40的水解)。隨後，用N，N-二甲基甲醯胺衝洗該表面並在氮氣流下乾燥。對於雙官能圖案化，以類似方式使用HiLyteFluor488胺染料(CambridgeBioscence)。[0030]如圖2中所示，該甲酚紫高氯酸鹽染料分子(其含有胺基團)在紅外吸收譜中顯示出兩個強譜帶:1591CnT1(NH彎曲(E))和1335cnT1(胺基團的C-N伸縮/C-N-H彎曲(K))。對該分子還識別了許多其它特徵吸收:1649cm'1544cm'1514cm'1485cnT1、1435cm\1308cm\1298cm\1129cm\1093cm\1076cm1、1004cm\856cm\845cm\818cm1和776cm1。[0031]將馬來酸酐脈衝等離子聚合物層浸沒到溶解在N，N-二甲基甲醯胺中的甲酚紫高氯酸鹽溶液中使染料經醯胺連結(氨解反應)和靜電酸-鹼相互作用連接在該表面處，在圖2中顯示了陰像圖案化。紅外光譜法證實存在以下各項:醯胺基團(在1656cm—1(D)處的醯胺I和在1553cm—1(F)處的醯胺II)、羧酸伸縮(1721cm—1(C))和C-NH單取代的醯胺伸縮(1470-1420cnT1(I))。染料分子中其它胺基團引起的伴生的酸-鹼相互作用表現在對稱的COO-伸縮帶(1405cnT1(J))中。不存在KHy,彎曲模式(1520cnT1)和僅存在NH?,彎曲模式(1591cnT1(E))與僅在染料分子一端發生氨解一致。此外，觀察到下列與甲酚紫染料分子相關的指紋峰:1514cnT1(G),1485cnT1(H)、1335cnT1(K)、1308cnT1(L)、1298cnT1(M)、1093cnT1(Q)、1076cnT1(R)、1004cnT1(T)>856cm1(V)>845cm1(W)>818cm1(X)和776cm1(Y)。[0032]持續存在背景馬來酸酐脈衝等離子聚合物紅外譜帶(1860cnT1(A),1796cnT1(B)、1241cm1(N)>1196cm1(O)、1097cm1(P)、1062cm1(S)和938cm1(U))證實了該反應僅在固體-溶液界面處發生。[0033]在暴露於甲酚紫高氯酸鹽溶液後，在該等離子聚合物表面處發現了元素XPS組成方面的相應變化。不存在源自母體甲酚紫分子的任何氯信號與圖2中描述的模型一致。在C(Is)包絡線中的伴生變化也是明顯的，包含烴(￡HX~285.0eV)、單鍵鍵合到醯胺/羧酸基團上的碳(￡H2C(0)NHR/gi2C-(0)0H~285.6eV)、胺基團(β_ΝΗ2~286.0eV)、單鍵鍵合到氧上的碳(￡-0~286.4eV)、醯胺基團(RNH-￡=0~287.9eV)和酸酐/羧酸/羰基(0=C-0-C=0/C(O)0H/C(O)~289.4eV)。同時在N(Is)光譜中識別出兩種類型的氮官能:醯胺連結基團/屬於中心染料分子環的氮原子(RNH-C=0/C_N=C~399.8eV)和抗衡離子(C=NH^~400.8eV)，與預期的2:1化學計量比一致。[0034]表面圖案化表面圖案化需要在環境空氣中穿過銅掩模(5微米的柵格寬度，20微米X20微米的開放正方形，AgarScientificLtd)的UV照射(Hg-Xe燈，型號6136,OrielCorporation)I小時。對於雙官能染料圖案，使用鎳掩模(2000目:7.5微米的開放正方形，5微米條帶寬度，AgarScientificLtd)。如圖2中所示,在生成陰像的情況下,馬來酸酐等離子聚合物表面的UV光圖案化在染料分子固定之前或在染料分子固定之後均進行。[0035]同時，在陽像形成的情況下(圖3)，首先通過在~20°C下在密封玻璃室中在I毫巴壓力下用4-乙基苯胺(Aldrich，98%)蒸氣進行氨解45分鐘將馬來酸酐脈衝等離子聚合物膜封端。隨後將整個設備抽吸回到基礎壓力，並將官能化基底放置到120°C下的爐中2小時以促進亞胺化反應。隨後將該表面UV光圖案化，並在超純水中衝洗(30分鐘)並在氮氣流下乾燥。UV曝光區域的再活化包括將該基底浸入到溶解在無水N，N-二甲基甲醯胺中的0.1M三氟乙酸酐(Aldrich，+99%)和0.2M三乙胺(Aldrich，99.5%)的溶液中20分鐘，並隨後在二氯甲烷中衝洗，接著在氮氣下乾燥。再生的表面酸酐基團隨後準備用於進一步的化學反應，示意圖顯示在圖6中。[0036]使用分光光度計(nkd-6000,AquilaInstrumentsLtd.)進行膜厚度測量。獲得的透光率-反射率曲線(350-1000nm波長範圍)用改良的Levenberg-Marquardt法擬合至用於介電材料的Cauchy模型。[0037]使用裝有未單色化的MgKaX射線源(1253.6eV)與同心半球形能量分析儀的VGESCALABMKII電子分光儀進行XPS分析。以與基底法線成30°的離源角(take-offangle)收集光發射電子，並以恆定分析儀能量模式(CAE=20eV)進行電子檢測。使用Marquardt計算機算法將C(Is)包絡線擬合至具有相等的半高全寬的Gaussian分量。儀器靈敏度(乘法)因子分別取為C(Is):0(ls):N(ls):Cl(2p)等於1.00:0.36:0.60:0.34。[0038]裝有液氮冷卻的MCT檢測器和P-極化可變角度附件(SpecacLtd)的FTIR分光計(Perkin-ElmerSpectrumOne)用於反射-吸收(RAIRS)測量。入射紅外光束設定在與基底法線成66°的角度，所有光譜均經256次掃描在4cnT1解析度下獲得。[0039]使用影像擷取設備(A.S.T.ProductsVCA2500XE)用2微升高純水滴進行臥滴接觸角測量，並經5次讀數取平均值。[0040]使用Raman顯微鏡(Labram,JobinYvonLtd)進行單官能甲酹紫染料圖案的突光製圖。採用1.0微米步長使Ne-He雷射(632.8nm線，20mW功率)束掃描穿過該基底表面以獲得螢光圖。儀器的背散射構造允許同時獲得Raman與螢光信號。在雙官能染料圖案的情況下，使用由SoftWorx軟體包系統(DeltaVisionRT,AppliedPrecision)驅動的OlympusIX-70顯微鏡實施螢光顯微法。使用如圖7中所示分別對應於染料分子HilyteFluor488胺和甲酚紫高氯酸鹽的吸收最大值的488nm和633nm處的激發波長收集圖像數據。[0041]陰像圖案化在空氣中通過光掩模將甲酚紫高氯酸鹽官能化馬來酸酐等離子聚合物表面曝光於UV光導致固定染料物類的局部破壞(氧化)，其通過隨後在N，N-二甲基甲醯胺中的衝洗除去，圖2和圖4，。圖案化的20微米X20微米正方形在光學顯微鏡下清晰可辨，其中明亮區域對應於UV照射，黑暗區域未經曝光(未降解)。還可以使用螢光顯微法對圖案化表面製圖，因為甲酹紫高氯酸鹽染料在637nm的最大激發下發突光以產生654nm下的最大發射。圖案化表面的螢光成像證明了甲酚紫高氯酸鹽染料僅僅在UV曝光區域中連接到馬來酸酐脈衝等離子體層上。如圖4中所示，發現該光學和螢光圖像彼此互補。如果在浸沒在甲酚紫高鋁酸鹽溶液中之前將該馬來酸酐等離子聚合物表面UV圖案化，可以觀察到類似的特徵。[0042]重寫和陽像圖案化4-乙基胺蒸氣與沉積的馬來酸酐脈衝等離子聚合物表面的反應造成了環狀酸酐中心的開環以產生醯胺連結(在1658cnT1(G)處的醯胺I，在1563cnT1(H)處的醯胺II和CN-H單取代的醯胺(1490-1400cnT1(I))和羧酸基團(1721cnT1(F))。再一次，反應似乎被限制在近表面區域(即背景馬來酸酐脈衝等離子聚合物紅外特徵保留)。如通過與特徵醯胺和酸吸收帶減弱以及在1777cm-1(J)和1711cm—1(K)處的兩個醯亞胺伸縮帶的消失所發現的那樣，加熱至120°C引發了環狀醯胺形成。[0043]在UV曝光並隨後在水中衝洗這些醯亞胺官能化表面後進行的紅外分析顯示不對稱與對稱的馬來酸酐基團C=O伸縮帶(1860cnT1(A)和1796cnT1(B))強度的降低和在1730cm-1(L)處出現強的新譜帶，該新譜帶歸因於非氫鍵合和氫鍵合羧酸中心的C=O伸縮特徵之間的疊加。還存在屬於C00_對稱伸縮振動的中心位於1411cnT1(M)的寬吸收。與三氟乙酸酐的進一步反應導致了中心位於1730cnT1(L)處的特徵喪失強度至被1859cnT1(N)和1790cm-1(O)處的兩個特徵酸酐基團吸收帶取代。還觀察到了伴生的環狀酸酐基團伸縮(1230cm_1,1180cnT1(P))、C_0_C伸縮振動(1107cm_1,1074cnT1(Q))和環狀非共軛酸酐基團伸縮(中心位於937cm-1(R)的寬譜帶)吸收。隨後將這些再生的酸酐表面浸沒到溶解在無水1-甲基-2-吡咯烷酮中的甲酚紫高氯酸鹽溶液中以獲得通過醯胺鍵(1666cm-1(S)處的醯胺I)和靜電酸-鹼相互作用(在1405cnT1(U)處的COCH申縮和在1592cnT1(V)處的NH2變形)的局部染料連接。此外，與甲酚紫高氯酸鹽染料相關的強指紋光譜特徵顯而易見:C-N伸縮和C-N-H彎曲(1335cnT1(W))、C_H彎曲和NH2搖擺(1256cnT1(X))、NH2同相彎曲和NH2搖擺(1514cnT1和1485cnT1(Y))以及C-H搖擺及扭轉帶(872cnT1(Z))，圖5。通過向馬來酸酐脈衝等離子聚合物膜表面上放置0.1微升甲酚紫染料溶液液滴並隨後用N，N-二甲基甲醯胺衝洗基底，接著在氮氣流下乾燥來進行重寫步驟的確認。螢光顯微法證實甲酚紫高氯酸鹽染料(激發波長637nm)連接到基底上。[0044]在UV曝光和在水中衝洗後，該螢光信號完全消失。隨後將基底浸入到溶解在無水N，N-二甲基甲醯胺中的三氟乙酸酐和三乙胺的溶液中，引發了酸酐基團的再形成。一再重複將0.1微升甲酚紫燃料溶液液滴放置到再生區域上並用N，N-二甲基甲醯胺衝洗，獲得了螢光，由此證明染料連接到該基底上。這種可重寫行為重複超過10次，最終取決於脈衝等離子聚合物膜的厚度。多種其它染料對UV照射和表面再生以類似方式表現，包括1-芘甲基胺鹽酸鹽(激發波長325nm)和7-氨基-4-甲基香豆素(激發波長353nm)。[0045]在圖3的反應的各個階段進行的接觸角測量發現與前述描述一致。在4-乙基苯胺與該馬來酸酐等離子聚合物表面反應時發生了微不足道的水接觸角變化(46°至50°)。同時，由於消除了表面羧酸基團，亞胺化更顯著地提高了接觸角(57°)。類似地，在UV水解的表面處再生酸酐基團後，注意到了疏水性的改善(由15°至45°)。由於酸酐開環，最後的甲酚紫高氯酸鹽染料連接步驟導致接觸角值降低至38°。[0046]這些表面的圖案化UV光重寫使得排它地在再生的酸酐基團區域中選擇性連接甲酚紫高氯酸鹽染料分子(即陰像)，圖4和5。通過生成雙官能圖案例示了這種方法的多功能特徵。螢光成像證實生成了具有連接到該馬來酸酐脈衝等離子體層上的甲酚紫染料(條帶)和HilyteFluor488胺染料(正方形)的雙官能表面，圖7。[0047]如所示那樣，本發明提供了製造圖案化表面的簡單且可再現的方法。先前將染料單次寫入式圖案化到固體表面上的報導包括採用五步驟途徑、利用COOH封端自組裝單層(SAM)、SAM的電化學氧化和多階段氣相沉積法的四步驟方法將丹磺醯染料連接到高支化聚(丙烯酸)有機薄膜上。[0048]本發明提供了許多明顯的優點。這些優點包括以下事實:僅需2個步驟(脈衝等離子體化學沉積和分子墨印)，束縛的染料分子的表面密度可以通過改變脈衝等離子體工作循環參數來調節，並且可以利用多種基底(不同於例如自組裝單層體系)。此外，顯而易見的是，UV光刻法可用於製備多官能可重寫陣列。表面酸酐基團還應當能夠經受其它化學過程，包括水解、醯化、乙醯化和酯化。[0049]要理解的是，提供上述實施方案僅作為本發明的示例，如下面詳述的那些，並且對本領域技術人員顯而易見的是對其進行的進一步修改和改進也被認為落入所述本發明的寬廣範圍與界限內。此外，當討論個別實施方案時，本發明意在覆蓋這些實施方案的組合。【權利要求】1.製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製造官能化聚合物層；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，由此製造具有一個或多個反應性表面官能區域的圖案化表面。2.如權利要求1所述的方法，其中基底材料選自紡織或非紡織纖維、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、聚乙烯或聚苯乙烯的一種或多種。3.如權利要求1或權利要求2所述的方法，其中該表面是矽層。4.如前述權利要求任一項所述的方法，其中該聚合物通過下列方法的一種或多種形成:等離子體沉積、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、Y射線聚合、靶濺射、接枝聚合或溶液相聚合。5.如權利要求4所述的方法，其中該聚合物通過等離子體沉積形成。6.如權利要求5所述的方法，其中該方法是脈衝等離子體沉積。7.如前述權利要求任一項所述的方法，其中該反應性基團是酸酐，特別是馬來酸酐。8.如前述權利要求任一項所述的方法，其中該官能分子是含有染料親核試劑的油墨，特別是甲酚紫高氯酸鹽。9.如前述權利要求任一項所述的方法，其中在如步驟(ii)中那樣與該染料接觸之前使該官能化聚合物層聚合。10.如前述權利要求任一項所述的方法，其中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製造圖案化表面。11.如權利要求1至9任一項所述的方法，其中通過在使所述層與該染料接觸之後照射官能化聚合物層來製造圖案化表面。12.如權利要求10或權利要求11所述的方法，其中使用等離子體、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，或者該照射是UV照射。13.如權利要求10至12任一項所述的方法，其中通過穿過掩模照射產生該圖案化表面上的圖案。14.如前述權利要求任一項所述的方法，其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。15.如前述權利要求任一項所述的方法，其中通過改變等離子體工作循環來控制該表面上的基團或染料的表面密度。16.製造在先權利要求任一項所述的待隨後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。17.如權利要求16所述的方法，其中該表面是矽，該等離子聚合物在矽上形成納米層。18.通過如權利要求1至15任一項所述的方法製得的官能化的圖案化表面。19.通過如權利要求16或17所述的方法製得的官能化聚合物層。20.用於分子晶格器件、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)的如權利要求18或權利要求19所述的官能化的圖案化表面或官能化聚合物層。【文檔編號】B05D7/24GK103889592SQ201280044840【公開日】2014年6月25日申請日期:2012年7月11日優先權日:2011年7月14日【發明者】J.P.S.巴德亞爾,V.魯庫勒,W.C.E.肖菲爾德申請人:表面創新有限公司