The surface could be controlled by various methods which are organic coating and pattern generation in this paper. First approach focuses on making superhydrophobic surface. Newly designed compounds consist of 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (DOPA) and fluorinated alkyl chain. The moiety of DOPA is the key to adhesion between substrates and materials, thus, this compound could employ as diverse substrates, for example, Au, glass, ITO, Zn, TiO2, VO, PET, PTFE, and PDMS. The fluorinated group was served as lowering surface energy. The amphiphile molecules formed particle shape when they are polymerized. Therefore, rough surfaces with low surface energy show surperhydrophobic surfaces having a contact angle (CA) of water droplet larger than 150°. Another method is to generate pattern for spatio-selective cell pattern. The azide based initiator was patterned by deep-UV with Cr mask, and then, covalent bond was induced on graphene. The Br group of initiator started to grow oligo(ethylene glycol) methacrylate (OEGMA) which have non-biofouling property. For the generation of cell pattern, biological cells including NIH 3T3 cells and hippocampal neurons were seeding on the prepared sample. This way could be potentially applied to neuronal network.
카테콜 기반의 새로운 물질을 합성해 산화제를 첨가하여 입자 형태의 모양으로 고분자화 시켰다. 12 시간 마다 카테콜 기반의 합성 용액을 갈아주어 기판에 코팅이 더 잘 되도록 유도하였다. 이 실험은 기판 종류와 독립적이게 잘 접착하는 카테콜의 장점을 이용하고, 기판 표면의 에너지를 낮추기 위해 플루오린화시킨 체인 기의 도움을 받아 초소수성 표면을 구현하는 것이다. 실제 실험에 사용되었던 기판은 금, 유리, ITO, 아연, 이산화타이타늄, 바나듐, PET, PTFE, PDMS 으로 다양한 범주에 속한 것이며, 코팅 처리한 후의 표면 각도는 모두 150도 이상으로 초소수성 표면을 구현하였다. 이것은 카테콜의 뛰어난 접착성이 기판에 잘 나타나 표면 종류와 상관없이 잘 붙었고, 고분자화된 입자들의 최외층에 발현된 플루오린화 농도가 많아졌기 때문이라 분석했다. 또한 다른 연구로는, 그래핀에 크롬 마스크를 이용하여 deep-UV 를 쬐어 패턴 모양을 형성하며 공유결합을 유도했다. 먼저 aryl-azide 형태의 고분자 개시제를 새로 합성하였고, 광화학적 방법으로 그래핀과 새로운 결합을 유도했다. 이렇게 결합된 개시제에 생물 부착 방지 기능을 가진 poly(OEGMA) 고분자를 표면개시중합 방법을 이용하여 중합시켰다. 이렇게 형성된 고분자가 있는 그래핀 위에 NIH 3T3 세포와 해마 신경 세포를 배양하였다. Fibronectin 이 코팅된 기판 위에서 NIH 3T3 세포는 시간에 따라 패턴 모양대로 자랐고, 아무 처리 하지 않은 그래핀 위에서 해마 신경 세포는 잘 부착되어 배양되었다. 그래핀에 새로운 결합을 유도하여 패턴을 형성하는 방법은 그래핀의 전기적 성질을 조절할 수 있어 대체적으로 소자 응용에 많이 적용되어왔다. 이 연구는 그래핀에 새로운 패턴을 유도해 세포를 원하는 모양으로 배양시킬 수 있어, 나아가 뉴런의 네트워킹을 형성하는 데 필수적인 중요한 접근 방법이라 여겨진다.
