Adsorption of Hydrophobically End-capped poly(ethyleneoxide) Urethane Resin (HEUR) on the Surface Energy Gradient Surface

Abstract

본 연구에서는 실리콘 웨이퍼와 유리 등과 같은 여러 가지 고체표면에서 grafting (grafting from) 방법에 의해 광전기적 (optoelectric) 성질을 가진 물질chlorodimethylocthylsilane (ODS) 의 자기조립박막형성을 이용해 표면 개질과 표면의 개질 후 표면의 개질의 성질에 따른 hydrophobically end-capped poly(ethyleneoxide) urethane resin (HEUR) 의 성질의 변화를 contact angle, ellipsometry, XPS, ATR, 그리고 AFM등의 기기를 이용하여 분석하여 광전기 (optoelectric) 소재로서의 가능성을 관찰하였다. 흡착 방법에 의한 ODS의 끝부분에 형성되어있는 silane기 들이 실리콘 웨이퍼 표면의OH기들과 중합 되어 자기조립박막 형성하였다. 자기조립박막형성을 이루고 있는 표면이 UV에 노출되는 시간에 차이를 주어서 표면에 grafting을 주었다. UV에 노출된 시간이 짧은위치의 표면은 contact angle의 각도가 80도 정도로 표면이 hydrophobic한 상태로 표면이 개질 되고 UV에 노출된 시간이 길어질수록 표면의 contact angle의 각도가 감소하여서 점점 더 hydrophilic한 상태로 표면이 개질 되는 것을 알아 볼 수 있었고 일정 시간이상 노출되었을 때에는 표면이 완전히 hydrophilic한 상태로 개질 되어서 contact angle이 0도가 되는 것을 관찰 할 수 있었다. UV방법으로 grafting된 표면에 HEUR을 흡착시키면 표면의 개질 이 180도 변화 하는데, UV에 노출된 시간이 짧아 자기조립박막의 끝부분이 hydrophobic한 부분에서는 HEUR의 양끝부분의 hydrophobic한 부분과 결합하여 HEUR의 중간부분인 hydrophilic한 부분이 위로 올라와 bridge를 형성하고, UV에 노출된 시간이 길어 자기조립박막의 끝부분이hydrophilic한 부분에서는 HEUR의 중간부분인 hydrophilic한 부분과 결합하여 HEUR의 양끝부분인 hydrophobic한 부분이 위로 올라와 flower형태를 형성하는 것을 관측 하였다. 본 실험의 결과로 silane계열이 흡착된 표면에 UV를 통한 고체표면에서의 ‘Grafting from’ 방법에 의한 ODS의 박막 및 hydrophilicity이 형성된 표면에서 ABA-type의 HEUR이 표면의 개질 에 따라서 형태의 변화성을 관찰할 수 있었다.; A method to fabricate gradient combinatorial libraries that explore architectural parameters of ABA type copolymers is outline. Hydrophobically end-capped poly(ethylene oxide) urethane resin (HEUR) is ABA type copolymer, which can be used as associative thickeners for the control of water-borne coating formulations. It contains a long hydrophilic backbone with two hydrophobic segments at both ends. Graded UV-ozonolysis (UVO) modifies the chemistry of the patterned chlorodimethylocathylsilane (ODS) on Si wafer along the moving direction of stage. HEUR was spread on the gradient surface. The HEUR absorbed surface was analyzed by contact angle measurement, IR spectroscopy and AFM. The adsorption pattern of HEUR on gradient surface shows the conformational change of the ABA type copolymer due to the surface energy gradient. Hydrophobic ends of HEUR sit on hydrophobic ODS ground and makes the hydrophilic surface while the HEUR makes hydrophobic surface on the low surface energy surface.