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Merck

Autoassemblaggio e stampa per contatto

Autoassemblandosi su una specifica superficie, le molecole formano una struttura ordinata

Autoassemblaggio a livello molecolare

L’autoassemblaggio molecolare (MSA) consiste nell’assemblaggio ordinato di molecole senza intervento o controllo da parte di un agente esterno. In natura, l’autoassemblaggio può verificarsi in maniera spontanea. Un esempio del fenomeno è dato dall’autoassemblaggio del doppio strato fosfolipidico nelle membrane cellulari. L’azione precisa e modulata di forze intermolecolari può portare a nanostrutture nuove, impossibili da realizzare altrimenti.

Nel processo di autoassemblaggio, la struttura finale (attesa) è determinata a priori dalla forma e dalle proprietà delle molecole utilizzate. Nel caso dei materiali monostrato autoassemblati (SAM), la driving force del processo sono le interazioni intermolecolari relativamente deboli che si esercitano tra specifiche famiglie di molecole organiche, tra cui l’interazione elettrostatica tra polielettroliti di carica opposta, l’affinità tra i tioli e le superfici d’oro o tra gli acidi fosfonici e le superfici di ossidi.


Letteratura sui prodotti



Tioli e superfici d’oro

Nell’assemblaggio di tioli alchilici su una superficie d’oro entrano in gioco svariate forze. Oltre alle forti interazioni tra zolfo e oro (~45 kcal/mol), che determinano un legame relativamente forte tra le molecole che compongono il film e la superficie stessa, anche le interazioni idrofobiche tra gli atomi di carbonio e gli idrogeni dei tioli alchilici abbassano significativamente l’energia superficiale complessiva, in particolare nei casi in cui la catena alchilica sia composta da almeno dieci atomi di carbonio.

Disponiamo di diversi tioli ad elevata purezza per un’ampia varietà di applicazioni di autoassemblaggio, dalla soft lithography al rilevamento chimico e biologico, suddivisi in base alla natura del gruppo tiolico:

  • tioli alchilici (-CH3 terminale)
  • tioli funzionalizzati
  • ditioli
  • tioli ad anello
  • tioli protetti

Acidi fosfonici e superfici di ossidi

Il nostro assortimento di fosfati e fosfonati consente di andare al di là dell’oro nella scelta del substrato da usare nella preparazione di materiali monostrato autoassemblati. Le nostre molecole polari acide interagiscono con varie superfici di ossidi metallici (p.es. Al2O3, Ta2O5, NbO5, ZrO2 e TiO2) e formano film con un grado di ordine paragonabile a quello dei SAM di tioli alchilici su lamina d’oro.

Litografia a nanostampa

La litografia a nanostampa (NIL, Nanoimprint lithography) è una tecnica con cui si è possibile riprodurre su un sottile film di polimero termoplastico micro e nanostrutture grazie alla pressione di un master rigido che presenta in bassorilievo le geometrie da replicare: il polimero viene poi riscaldato fino a una temperatura vicina, o più spesso superiore, alla sua temperatura di transizione vetrosa (Tg). Questa tecnica consente di produrre nanodispositivi secondo un processo ad alto rendimento, non richiede strumentazioni sofisticate e rende possibili repliche su nanoscala per il data storage.

Disponiamo di una vasta gamma di materiali per nanolitografia, come il poli(metilmetacrilato), o PMMA, e altri polimeri termoplastici e termoindurenti (p.es. polidimetilsilossano e poliftalaldeide) per una stampa, e il successivo etching, di livello ottimale.

Soft Lithography

La soft Lithography utilizza la microformatura o la litografia a sbalzo di elastomeri “soffici” per realizzare o replicare strutture. Nella litografia per microcontatto (μCP), un inchiostro viene trasferito su un substrato metallico monostrato mediante uno stampo di polidimetilsilossano (PDMS) per semplice contatto conformazionale tra lo stampo e il substrato. Per ottenere lo stampo, sulla superficie del PDMS è possibile modellare rilievi submicrometrici utilizzando un master in bassorilievo prodotto con tecniche di litografia tradizionali, cui si fa aderire il polimero per poi sottoporlo a reticolazione. Il vantaggio della μCP sta nella possibilità di riportare sulla superficie di interesse, per via chimica, un disegno geometrico (pattern) in scala submicrometrica. Lo stampo elastomerico viene inchiostrato con piccole molecole (tioli o silani) e pressato contro un substrato liscio (uno strato sottile, o wafer, di oro o di silicio). Nei punti in cui lo stampo si trova a contatto con il substrato, viene depositata in superficie una “maschera” monostrato di inchiostro. Si ricorre poi a un secondo tiolo o silano che si deposita nelle aree non protette dalla maschera per ottenere una superficie caratterizzata chimicamente con il pattern voluto.

Disponiamo di un’ampia selezione di silani, tioli e PDMS per tutte le applicazioni in cui sono richiesti micropatterning e nanopatterning di precisione.




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