SA113340656B1 - أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها - Google Patents

أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها Download PDF

Info

Publication number
SA113340656B1
SA113340656B1 SA113340656A SA113340656A SA113340656B1 SA 113340656 B1 SA113340656 B1 SA 113340656B1 SA 113340656 A SA113340656 A SA 113340656A SA 113340656 A SA113340656 A SA 113340656A SA 113340656 B1 SA113340656 B1 SA 113340656B1
Authority
SA
Saudi Arabia
Prior art keywords
substrate
aaa
photoresist
nanoparticles
columns
Prior art date
Application number
SA113340656A
Other languages
English (en)
Inventor
وانج اكسياولونج
لى تينجى
يانج جون
بالى ماكسيم
سوهان ناتالي
Original Assignee
ذا يونيفيرسيتى اوف ويستيرن اونتاريو
لانكسيس إنك.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ذا يونيفيرسيتى اوف ويستيرن اونتاريو, لانكسيس إنك. filed Critical ذا يونيفيرسيتى اوف ويستيرن اونتاريو
Publication of SA113340656B1 publication Critical patent/SA113340656B1/ar

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0037Production of three-dimensional images
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00206Processes for functionalising a surface, e.g. provide the surface with specific mechanical, chemical or biological properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00031Regular or irregular arrays of nanoscale structures, e.g. etch mask layer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00Methods preventing fouling
    • B08B17/02Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
    • B08B17/065Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement the surface having a microscopic surface pattern to achieve the same effect as a lotus flower
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03Static structures
    • B81B2203/0361Tips, pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/76Hydrophobic and oleophobic coatings
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2024Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372Particulate matter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372Particulate matter
    • Y10T428/24405Polymer or resin [e.g., natural or synthetic rubber, etc.]

Abstract

موصوف هنا ركيزة substrate لها سطح معدل لإضفاء خشونة متعددة القياس multi-scale roughness، وبالتالى توفير خواص فائقة الكراهية للماء superhydrophobic و/أو فائقة الكراهية للزيت superoleophobic. يشتمل السطح على نمط من أعمدة دقيقة القياس microscale pillars مغطاة بمجموعة من الجسيمات النانوية nanoparticles لها شكل محدب لإعادة الدخول re-entrant convex shape. يتم اختيار جزء المساحة area fraction للسطح أيضاً لتوفير الخواص الكارهة للماء الفائقة المطلوبة. موصوف هنا أيضاً عملية لخلق السطح المعدل الذى يشتمل على الليثوجرافيا الضوئية photolithography، متبوعاً اختيارياً بترسيب البخار vapour deposition. قد يتم تكوين الركائز فى مواد مفيدة أو يتم تطبيقها على المواد المكونة سابقاً pre-formed articles. شكل 1

Description

— \ — أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها ‎Superoleophobic surfaces and methods of making same‏ الوصف الكامل خلفية الاختراع هنا يتم وصف الركائز ‎substrates‏ التى لها شكل سطحى ‎surface morphology‏ يتم تعديله لإضفاء خواص مرغوبة كارهة للزيت ‎oleophobic‏ أو فائقة الكراهية للزيت ‎superoleophobic‏ ‏إلى السطح. وقد يتضمن الشكل السطحى أعمدة دقيقة القياس ‎Microscale pillars‏ مزودة من 0 أعلى بجسيمات بالغة الدقة نانوية 080008800165 والتى قد تكون كروية تقريباً. أيضاً يتم وصف طريقة الليثوجرافيا الضوئية ‎photolithographic method‏ لتعديل أسطح الركيزة ‎substrate‏ ‏لخلق شكل السطح المرغوب الذى قد يتحد مع راسب البخار ‎vapor deposition‏ لقد تم عمل محاولات لتعديل أسطح الركيزة لإضفاء الخصائص المرغوبة. وعلى سبيل ‎(JU‏ يلاحظ أن الكراهية ‎Assia)‏ للزيت ‎superoleophobicity‏ تحدث على الهياكل ‎structures ٠‏ التى لها خشونة متعددة النطاق ‎multiscale roughness‏ وسمات إعادة الدخول/التعليق الزائد ‎.re—entrant/overhanging‏ وعلى ‎Jad‏ هناك حاجة لأسطح فائقة الكراهية للزيت لها زوايا تماس أكبر للسوائل العضوية ‎organic liquids‏ وهناك ‎dala‏ لطريقة مبسطة لخلق أسطح فائقة الكراهية للزيت؛ بالأخص طرق ذات عدد أقل من الخطوات. وهناك حاجة لطريقة مبسطة لخلق أسطح ذات شدة متعددة القياس؛ بالأخص الأسطح التى تبين شكل ‎Vo‏ محدب لإعادة الدخول ‎.١©-601801 convex morphology‏ وبالإضافة إلى ذلك؛ يتم الحد من عدد أسطح الركيزة التى عليها يمكن خلق تلك الأشكال السطحية؛ وعلى سبيل المثال الركائز العضوية ‎corganic substrates‏ مثل اللدائن 851017815ا1. الوصف العام للاختراع
ا
هنا يتم إعداد أداة متضمنة ركيزة لها سطح متضمن نموذج من الأعمدة دقيقة القياس المزودة من أعلى بمجموعة من الجسيمات النانوية؛ بحيث أن السطح له زاوية تماس ‎contact angle‏ للماء أكبر من ‎Von‏ وبالإضافة إلى ذلك أو على نحو بديل قد يكون للسطح زاوية تماس للهكساديكان ‎hexadecane‏ أكبر من ‎.”١560‏ وقد يتضمن النموذج ترتيب؛ على سبيل المثال ترتيب ‎array‏ ‏© متباعد بانتظام؛ ‎Jie‏ ترتيب مستطيل. وقد تتضمن الركيزة سيليكون لا208؛ زجاج 91855؛ معدن ‎metal‏ أو بوليمر ‎polymer‏ على سبيل ‎sale JU)‏ لدنة ‎(Jie celastomer‏ مطاط البيوتيل ‎butyl rubber‏ وقد تتضمن الأعمدة دقيقة القياس و/أو الجسيمات النانوية ‎sale‏ مقاومة للضوء ‎¢photoresist‏ على سبيل المثال مادة ذات مقاومة سلبية للضوء ‎Jie negative photoresist‏ اتحاد من راتنج إيبوكسى ‎epoxy resin‏ مذيب عضوى ‎organic solvent‏ وبادئ ضوئى ‎٠‏ كاتيونى ‎cationic photoinitiator‏ من نوع مشابه للمادة المتاحة تجارياً معروف ‎S‏ 8-لا5. وقد تصنع الأعمدة والجسيمات النانوية من نفس نوع المادة المقاومة للضوء أو مواد المقاومة الضوئية ‎photoresists‏ المختلفة. وقد ترتبط الأعمدة والجسيمات النانوية ارتباطاً متشعباً ببعضها البعض. وقد يكون للأعمدة والجسيمات النانوية غطاء سطحى ‎surface coating‏ متضمن هيدروكربون مفلور ‎hydrocarbon‏ 111011078160 على سبيل المثال بوليمر مفلور ‎fluorinated polymer‏ ‎١‏ أو ‎sale‏ الفلوروسيلان ‎material‏ ©11003051180. وقد يوجد الهيدروكربون المفلور على الأعمدة ؛ الجسيمات ‎i sll‏ أو السطح المعدل بأكمله تماماً للركيزة. وقد يكون للسطح شكل متعدد القياس أو هيئة مرتبة فى تسلسل ‎hierarchical morphology‏ وقد تختلق العديد من الجسيمات النانوية سوياً شكل محدب لإعادة الدخول أعلى مجموعة الأعمدة على الأقل أو أعلى كل عمود ‎pillar‏ وقد يتراوح جزء المساحة ‎area fraction‏ آ؛ للسطح من ‎١.0٠‏ إلى ‎Yee‏ وقد يكون ‎Yo‏ للسطح زاوية تماس للهكساديكان من ‎"١5١‏ إلى 179". وقد تطبق الركيزة ‎SIDI‏ على سبيل
المثال كدهان أو غطاء. وهنا أيضاً يتم إعداد أداة متضمنة ركيزة لها سطح متضمن نموذج من الأعمدة دقيقة القياس المزودة من أعلى بمجموعة من الجسيمات النانوية؛ وفيها قد تكون جزء المساحة؛ ‎of‏ ‏للسطح من ‎ven)‏ إلى ‎gv)‏ يكون للسطح شكل متعدد القياس أو مرتب فى تسلسل؛ على ‎YO‏ سبيل المثال الناجم عن الأعمدة المقاسة بالميكرومتر المزودة من أعلى بجسيمات مقاسة بالنانومتر
ع ‎.nanometer scale particles‏ وقد تختلق الجسيمات ‎particles‏ سوياً شكل محب و/أو ‎sale‏ الدخول. وقد يتضمن السطح نموذج منتظم للأعمدة دقيقة القياس؛ على سبيل المثال ترتيب من الأعمدة. وقد يكون للسطح زاوية تماس للماء أكبر من ‎"٠5١‏ و/أو زاوية تماس للهكساديكان أكبر من ‎.”١5١‏ وقد تزود مجموعة من الأعمدة من أعلى بمجموعة من الجسيمات النانوية. وقد © تصنع الأعمدة والجسيمات النانوية من مادة مقاومة ضوئية سلبية واختيارياً ترتبط ارتباطاً متشعباً سوياً. وقد تغطى الجسيمات النانوية على الأقل واختيارياً الأعمدة أو تماماً سطح الركيزة المعدل بأكمله بهيدروكربون مفلور؛ على سبيل المثال مادة فلوروسيلان. وقد يتراوح جزء المساحة؛ ‎of‏ ‏للسطح من ‎١07‏ إلى ‎١07 paced‏ إلى 64 من ‎١4‏ إلى 007 أو من ‎١05‏ إلى . وقد تطبق الركيزة ‎ISU‏ على سبيل المثال كدهان أو غطاء.
‎١‏ وهنا أيضاً يتم إعداد طريقة لتعديل سطح ركيزة متضمنة: خلق نموذج من أعمدة دقيقة القياس على سطح الركيزة باستخدام الليثوجرافيا الضوئية ‎photolithography‏ 5 « تزويد الأعمدة دقيقة القياس بشكل ‎sale)‏ الدخول. وقد تتضمن خطوة تزويد الأعمدة دقيقة القياس بشكل ‎sale)‏ ‏الدخول الليثوجرافيا الضوئية. وبالتالى؛ هنا أيضاً يتم إعداد طريقة لتعديل سطح الركيزة متضمنة: : خلق نموذج من أعمدة دقيقة القياس على سطح الركيزة باستخدام الليثوجرافيا الضوئية؛ و تزويد
‎١‏ الأعمدة بمجموعة من الأجسام النانوية باستخدام الليثوجرافيا الضوئية.
‏وقد تتضمن خطوة خلق نموذج من أعمدة دقيقة القياس: تطبيق مقاومة ضوئية على الركيزة؛ و تعريض مادة المقاومة الضوئية لنموذج من الضوء الفوق بنفسجى ‎Ultraviolet light‏ وقد ترتبط الجسيمات النانوية ارتباطاً متشعباً بالأعمدة و/أو قد تصنع باستخدام مادة مقاومة ضوئية سلبية. وقد تصنع الأعمدة أيضاً باستخدام مادة مقاومة ضوئية سلبية. وقد يصنع ‎DIS‏ من الأعمدة
‎٠‏ والجسيمات النانوية من نفس مادة المقاومة الضوئية السلبية. وقد تتضمن مادة المقاومة الضوئية السلبية راتنج إيبوكسى 8510 ‎«€POXY‏ مذيب عضوى؛ وبادئ ضوئى كاتيونى ‎cationic‏ ‎.photoinitiator‏
‏وقد تتضمن الطريقة بلمرة جزء من مادة المقاومة الضوئية لخلق الأعمدة الدقيقة ‎.micropillars‏ وقد تحدث البلمرة ‎polymerization‏ عند درجة حرارة من ‎٠‏ © إلى ‎٠٠١‏ م لفترة
‎YO‏ زمنية من ‎١‏ إلى © دقائق.
‎Qo _‏ _ وقد تتضمن الطريقة أيضاً: إزالة البعض من الجزء الغير مبلمر المتبقى من مادة المقاومة الضوئية حيث توجد مادة مقاومة ضوئية مترسبة ‎¢residual photoresist‏ وء؛ تعرض المقاومة الضوئية المترسبة للضوء الفوق بنفسجى. وقد تتضمن خطوة الإزالة ‎removing step‏ الغسيل بمظهر ‎developer‏ مناسب لإزالة ‎ale‏ المقاومة الضوئية السلبية لفترة زمنية محددة مسبقاً ‎pre—‏ ‎time period ©‏ 0618001160. وقد يتضمن المظهر ‎-١‏ ميثوكسى-7؟- أسيتات بروبيل ‎I=‏ ‎acetate‏ الام00م-16107-2/ا. وقد يتم اختيار الفترة الزمنية المحددة مسبقاً لترك مادة المقاومة الضوئية المتبقية (الغير مرتبطة ارتباطاً متشعباً ‎(uncrosslinked‏ على الأعمدة وقد تكون من ‎go‏ إلى © ثانية. وقد تتبع خطوة الإزالة الغسيل بكحول ‎alcohol‏ على سبيل المثال كحول آيزوبروبيلى ‎disopropyl alcohol ٠‏ اختيارياً متبوعاً بالغسيل بالماء. وبعد ذلك تتم تنوية مادة المقاومة الضوئية المترسبة فى الكحول» على سبيل المثال أعلى الأعمدة. وبالتتابع فإن تعرض مادة المقاومة الضوئية المترسبة للضوء الفوق بنفسجى يتسبب فى تكوين الجسيمات النانوية على الأعمدة. وقد تظهر تلك الجسيمات النانوية سوياً إعادة الدخول واختيارياً شكل محدب أعلى الأعمدة. وقد تتضمن الطريقة أيضاً المعالجة المسبقة للركيزة بسادس ميثيل ثانى سيلازان ‎(HMDS) hexamethyl disilazane‏ قبيل تطبيق مادة المقاومة الضوئية. وقد تعالج الركيزة مسبقا بتطبيق طبقة من مادة المقاومة الضوئية للركيزة وتعرض الركيزة بالكامل تماماً للضوء الفوق بنفسجى؛ قبيل تعرض مادة المقاومة الضوئية لنموذج الضوء الفوق بنفسجى. وفى هذه الحالة؛ قد تتضمن الركيزة مادة لدنة؛ على سبيل المثال مطاط؛ ‎Lae Jie‏ ‎٠‏ البيوتيل. وعلى نحو بديل؛ قد تتضمن الركيزة سيليكون؛ زجاج أو معدن. وقد تتضمن الطريقة أيضاً تطبيق هيدروكربون مفلور للجسيمات النانوية على الأقل و/أو للسطح المعدل بأكمله تماماً ‎entire modified surface‏ للركيزة. وقد يطبق الهيدروكربون المفلور بواسطة ترسيب البخارء على سبيل ‎JE‏ بواسطة تبخير محلول من الهيدروكربون المفلور
-- عند درجة حرارة مرتفعة فى وجود الجسيمات النانوية. وقد يتضمن الهيدروكربون المفلور فلورو ‎fluorosilane Pu.‏ وقد يوفر ما سبق عدد من السمات المرغوبة والمميزات عما هو الحال فى المجال السابق. وقد تزداد زاوية التماس للهكساديكان إلى أكبر من ١٠١٠”؛‏ على سبيل المثال فى المدى من ‎"١5١‏ ‏إلى ‎"١55 ©١795‏ إلى ‎"١75‏ أو ‎"٠60‏ إلى ‎."١7١‏ وقد تزود زاوية التماس المرغوبة هذه على الركائفز العضوية؛ بصفة خاصة الركائز المطاطية؛ على سبيل المثال ‎BH‏ من مطاط البيوتيل ‎rubber substrates‏ الإأناط. وقد تزود زاوية تماس للماء أكبر من ‎Von‏ خاصة على الركائز البوليميرية ‎polymeric substrates‏ على سبيل المثال اللدائن ‎.polymeric substrates‏ وقد تختزل عدد من الخطوات المطلوبة لإنتاج الأسطح التى لها شكل معدل؛ خاصة الأسطح التى ‎٠‏ تظهر الخواص فائقة الكراهية للزيت. وقد تزود طريقة متضمنة خطوة ليثوجرافيا ضوئية ‎photolithographic step‏ موحدة أو فردية لخلق ترتيب منتظم من الأعمدة الدقيقة على سطح الركيزة. وقد تشتمل خطوة تحميض ‎development step‏ طريقة ‎Liha dll)‏ الضوئية على تنوية الجسيمات النانوية على أعلى الأعمدة؛ مما ينتج سطح ذو له شكل بخشونة متعددة القياس وسطح محدب لإعادة الدخول فى عدد أقل من خطوات الطريقة ‎processing steps‏ وقد يتم اتحاد طريقة الليثوجرافيا الضوئية بشكل مميز مع طريقة ترسيب البخار باستخدام مادة الفلوروسيلان. وبصورة مميزة فإن ذلك يمكن أن يعد طريقة إنتاج مبسطة يمكن معالجتها للإنتاج على المقياس التجارى ‎ccommercial scale‏ التكلفة المختزلة و/أو التأثير البيئى المختزل. شرح مختصر للرسومات بوجود الوصف المختصر للاختراع؛ سيتم الآن وصف تجسيماته بالرجوع إلى الأشكال المصاحبة؛ ‎Yo‏ وفيها:
شكل ‎١‏ يبين مخطط لعملية طباعة حجرية ضوئية ‎photolithography process‏ لتصنيع هياكل مرتبة فى تسلسل ‎hierarchical structures‏ بمقياس دقيق/نانوى ‎micro—‏ ‎[nano-scale‏ على الأسطح المنتظمة؛ شكل ¥ يبين مخطط لطريقة طباعة حجرية ضوئية لصنع هياكل مرتبة فى تسلسل بمقياس © دقيق/نانوى على الأسطح؛ التى تمتص الضوء الفوق بنفسجى بقوة؛ شكل © يبين مخطط ‎HMDS dalled‏ للركائز من أجل الالتصاق المحسن لمادة المقاومة الضوئية للركائز؛ شكل ؛ يبين مخطط لترسيب الفلوروسيلان المتبخر ‎vaporized fluorosilane‏ 0510م ؛ ‎AD‏ شكل 0 يبين صور ‎SEM‏ لتحميض تركيب مادة المقاومة الضوئية ‎photoresist‏ ‎KMPR structure‏ كدالة ‎function‏ لزمن التحميض ‎¢developing time‏ شكل 11 يبين جسيمات نانوية مع زمن تحميض ‎sale‏ المقاومة الضوئية ‎(SU-8)‏ 0 ثانية (قضبان التدريج فى قاعدة الأشكال ‎١‏ ميكرومتر)؛ شكل ‎OT‏ يبين جسيمات نانوية مع زمن تحميض مادة المقاومة الضوئية (8- ‎Te (SU‏ ‎Vo‏ ثانية (قضبان التدريج فى قاعدة الأشكال ‎١‏ ميكرومتر)؛ شكل اج يبين جسيمات نانوية مع زمن تحميض مادة المقاومة الضوئية (8- ‎A (SU‏ ثانية (قضبان التدريج فى قاعدة الأشكال ‎١‏ ميكرومتر)؛ الأشكال 7١أ-/اب‏ تبين صور ‎SEM‏ للسطح المعدل لرقاقة سيليكون؛ الأشكال /١ج-اد‏ تبين صور ‎SEM‏ للسطح المعدل لمطاط البيوتيل المعباً بالأسود؛ ‎٠‏ الأشكال لاه-لاو تبين صور ‎SEM‏ للسطح المعدل لمطاط البيوتيل المعباً بالأبيض؛ شكل ‎A‏ يبين زوايا التماس مقابل أجزاء المساحة للأعمدة مع الجسيمات النانوية وأعمدة 'قضبانية ‎¢'bare‏ 5 ¢
م — شكل 4 يبين مخطط لطريقة طباعة حجرية ضوئية لصنع هياكل مرتبة فى تسلسل بمقياس دقيق/نانوى على الأسطح المعدنية ‎metallic surfaces‏ الوصف ‎١‏ لتفصيلي: ينحصر قياس زاوية التماس 0 ‎(CA)‏ فى طريقة واحدة لتمييز رطوبة الأسطح. ويتم التأثير على ‎CA ©‏ بواسطة كلاً من الطبيعة الكيميائية للسطح وبخشونته ‎roughness‏ ويتم تعريف صلة السمطح المستوى نحو سائل معين بمصطلحات زاوية التماس "المستوية” (أو الجوهرية ‎dntrinsic‏ أو ‎«(Young’s‏ ‎c0s(@,,) = Vsa — Vsti‏ ‎Via‏ ‘ ‎)١(‏ حيثلالالا ‎Ji‏ طاقة السطح ‎surface energy‏ (أو التوتر السمطحى ‎surface‏ ‎٠‏ | 1605100)؛ ويذكر الاختصار 5 للمادة الصلبة؛ ا للمادة الساثلة ‎Ag‏ للهواء. ويمكن تقدير طاقة السمطح للمادة الصلبة - المادة السائلة ‎solid-liquid surface energy‏ عن طريق معادلة أخرى ثانية كما يلى: ‎—2Vsa¥1a‏ ما ‎Vso =Vsa‏ ) ¥( ويسمى السطح كاره (للماء؛ للزيت؛ إلخ) ‎(hydro, oleo—, etc.) —phobic‏ إذا كان ‎yo‏ 0< 30 ومحب ‎—philic‏ فضلاً عن ذلك. وبالنسبة للماء (طاقة السطح هال]- ‎a VY‏ جول م-7) يحقق أفضل موقف غير مرطب على سطح مستوى إذا انتهى بمجموعات -073؛ التى تجعل طاقته السطحية أدنى إلى ‎SA‏ - ١م‏ جول م-؟. وتكون قيمة زاوية التماس الجوهرية ‎(Young's)‏ للماء على ذلك السطح ‎Al]‏ تؤول إلى التقدير ‎estimation‏ عن طريق المعادلتين ‎)١(‏ و(7)]. ‎Jey‏ النقيض من ذلك؛ يكون لمعظم الزيوت طاقات سطحية ‎surface energies‏ ‎٠٠‏ منخفضة جداً (على سبيل المثال ‎OLA‏ = 771,1 م ‎Usa‏ م-؟ للهكساديكان ‎chexadecane‏ ‏همالا = 77,8 م جول م-؟ _للديكان ©060680). وبالتتابع» حتى على السطح المنتهى ب ‎CF3—‏ ‏المزود بطاقة كيميائياً على الأقل؛ وتكون زاوية التماس الجوهرية ‎intrinsic contact angle‏
‎(Young's)‏ لزيت نموذجى ‎Jie‏ هكساديكان. وبعبارة أخرى» لا تعرف مادة ذات طبيعة كيميائية ‎chemical nature‏ للسطح المستوى. ويكون لهذا حالة تتابعات موجودة لاحقاً على تصميم الأسطح فائقة الكراهية للزيت. ويتضمن المصطلح 'فائق الكراهية للزيت ‎"superoleophobic‏ كما هو مستخدم هنا 0 الأسطح التى لها زاوية تماس لسائل عضوى ‎organic liquid‏ أكبر من ‎."٠١5١‏ وقد تتضمن تلك السوائل العضوية ‎Organic liquids‏ سوائل هيدروكربون لها طاقة سطحية هالا > ‎Ve‏ م جول م-7. وقد تتسم تلك الهيدروكربونات السائلة بأنها كارهة للماء وقد تكون سائلة عند درجة ‎Sha‏ ‏الوسط المحيط والضغط. وقد تتضمن تلك السوائل هيدروكربونات اليفاتية ‎aliphatic‏ ‎gaaihydrocarbons‏ على 6 إلى ‎١‏ ذرة كربون ‎«carbon atoms‏ على سبيل المثال أوكتان ‎٠‏ عصقاءه؛ ديكان ‎decane‏ أو هكساديكان ‎.hexadecane‏ ويكون السائل العضوى المفضل لأغراض تعريف الكراهية الفائقة للزيت هنا هو الهكساديكان. ويتضمن المصطلح ]$38 501051816" كما هو مستخدم هنا مادة تحتوى على سطح قابل للمعالجة للتعديل لإضفاء خواص الكراهية الفائقة للزيت المرغوبة. وتعتبر الركائز المفضلة هى تلك التى لها أسطح قابلة للمعالجة للتعديل باستخدام طرق الليثوجرافيا الضوئية ‎photolithographic‏ ‎processes ١‏ الموصوفة هنا. وقد تكون الركائز المناسبة عضوية ‎Organic‏ أو غير عضوية ‎.inorganic‏ وقد تشتمل أمثلة الركائز المناسبة على سيليكون ‎silicon‏ زجاج 91855؛ معدن ‎metal‏ أو مواد بوليمر ‎polymer materials‏ وقد تتضمن المواد المعدنية معدن ‎metal‏ ثلاثية التكافؤ 10-7816018 أو خماسية التكافؤ ‎cpenta-valent‏ مثل الألومينيوم أو الذهب. وقد تتضمن مواد البوليمر ‎polymer materials‏ مادة لدنة ‎elastomer‏ أو مطاط ‎rubber‏ وقد يتضمن ‎٠‏ المطاط ستيارين- بيوتادايين ‎cstyrene—butadiene‏ بولى بيوتادايين ‎cpolybutadiene‏ مونومر إيثيلين - بروبيلين دايين ‎(EPDM) ethylene—propylene diene monomer‏ نيتريل ‎nitrile‏ أو مطاط البيوتيل. ويتضمن المصطلح 'مطاط البيوتيل ‎LSbutyl rubber‏ هو مستخدم هنا بوليمر تساهمى من مونومر آيزو أوليفين ‎isoolefin monomer‏ ومونومر متعدد الأوليفين ‎multiolefin‏
“yam
‎«monomer‏ اختيارياً فى وجود مونوميرات ‎monomers‏ قابلة للبلمرة التساهمية ‎copolymerizable‏ أيضاً. وقد يستبدل البوليمر التساهمى ‎copolymer‏ بواحدة أو أكثقر من المجموعات الوظيفية وقد يهلجن. وتشتمل أمثلة مونوميرات الأيزوأوليفين ‎isoolefin monomers‏ المناسبة على آيزو أوليفينات ‎isoolefins‏ فى المدى من ؛ إلى ‎١١‏ ذرة كربون» ويفضل ؛ إلى ‎١7‏
‏© ذرةٍ كربون» ‎Jie‏ الأيزوبيوتين ‎-١ cisobutene‏ ميثيل-١-‏ بيوتين ‎«2—-methyl-1-butene‏ ‏"- ميثيل ‎-١-‏ بيوتين 1-1606 -الإ3-00810؛ ‎—Y‏ ميثيل -7"- بيوتين ‎2-methyl-2—‏ ‎butene‏ ¢— ميثيل-١-‏ بنتين ‎4-methyl-1-pentene‏ ومخاليط منهم. ويعد الأيزوبيوتين
‎multiolefin ددعتملا ‏أمثلة الآيزو أوليفين المفضلة. وقد تتضمن مونوميرات الأوليفين‎ gaa) ‏توجد فى المدى‎ All ‏المرتبطة‎ diene monomers ‏المناسبة مونوميرات الدايين‎ 05
‎—Y (butadiene ‏بيوتادايين‎ isoprene ‏أيزوبرين‎ JU ‏ذرة كربون» على سبيل‎ ١1-4 ‏من‎ ٠ 2,4- ‏ثانى ميثيل بيوتادايين‎ - 4,7 (2-methylbutadiene ‏ميثيل بيوتادايين‎ 3-methyl-1,3— ‏بنتادايين‎ —¥, Y= ‏ميثيل‎ -١ «piperyline ‏بيبريلين‎ «dimethylbutadiene
‎2- ‏نيوبنتيل بيوتادايين‎ -١ (2,4-hexadiene ‏هكسادايين‎ —¢,Y (pentadiene
‎- 8,7 «2-methly-1,5-hexadiene ‏هكسادايين‎ - © ,١- ‏ميثيل‎ -١ (neopentylbutadiene ‏ميثيل -٠,؟ - بنتادايين‎ -١ (2,5-dimethly-2,4-hexadiene ‏ثانى ميثيل -4,7 - هكسادايين‎ VO 2-methyl-1,6— ‏هيبقتادايين‎ -,١1- ‏ميي ل‎ -١؟‎ 2-methyl-1,4-pentadiene ‏ميثيل بنتادايين حلقى‎ cyclopenta-diene ‏بنتادايين حلقى‎ cheptadiene ‏فينيل - هكسادايين‎ -١ cyclohexadiene ‏هكسادايين حلقى‎ cmethyleyclopentadiene
‏حلقى ‎1-vinyl-cyclohexadiene‏ ومخاليط منهم. ويعد الآيزوبرين ‎Isoprene‏ إحدى أمثلة
‎٠‏ الدايين المرتبط ‎cONjugated diene‏ المفضل. وقد تتضمن مونوميرات الأوليفين المتعدد المناسبة أيضاً بنتادايين حلقى ‎ccyclopentadiene‏ ميثيل بنتادايين حلقى ‎methylcyclopentadiene‏
‏و/أو مونوميرات ستيارينية ‎monomers‏ على سبيل المثال ستيارين ‎styrene‏ كلورو ستيارين ‎cchloro—styrene‏ الفا- ميثيل ستيارين ‎alpha—methyl styrene‏ أو بارا- ميثيل ستيارين ‎para—methyl styrene‏ .85 يشتمل المصطلح 'مطاط البيوتيل" ‎La]‏ على سبيل ‎Jd‏ على
‎Yo‏ بوليميرات تساهمية عشوائية من آيزوبيوتيلين ‎cisobutylene‏ آيزوبرين ‎isoprene‏ وبارا- ميثيل
— \ \ — ستيارين ‎.para—methylstryene‏ وتزود مطاطات البيوتيل المتاحة تجارياً بواسطة شركة ‎.LANXESS Inc‏ تحت الاسم التجارى 48-301" 148-401 88-2030 ؛ إلخ. ويتضمن المصطلح 'مقياس دقيق ‎"Microscale‏ كما هو مستخدم هنا سطح له سمة ‎ALE‏ ‏للقياس فى المدى من ‎١‏ إلى 144 ميكرومتر.
ALE ‏ويتضمن المصطلح 'مقياس نانوى 6ا71800508" كما هو مستخدم هنا سطح له سمة‎ o للقياس فى المدى من ‎١‏ إلى 949 نانومتر. ويتضمن المصطلح 'متعدد القياس 70701050816" كما هو مستخدم هنا سطح له اثنين أو أكثر من السمات القابلة للقياس؛ واحدة منهما على الأقل تكون بمقياس دقيق وواحدة منهما على الأقل تكون بمقياس نانوى. ‎٠١‏ ويتضمن المصطلح "عمود ‎pillar‏ كما هو مستخدم هنا سمة سطحية قابلة للقياس بها نسبة المظهر من الارتفاع إلى الاتساع الأضيق (أو القطر) أكبر من ١؛‏ أكبر من 1,5؛ أكبر من "؛ أكبر من ؛ أكبر من 4؛ أكبر من ©؛ أكبر من ‎٠١‏ أكبر من 6؛ أكبر من ‎٠١‏ أو فى المدى من ‎١‏ إلى ‎١,5 »٠١‏ إلى ‎١8‏ أو ؟ إلى ‎.١5‏ وقد تكون الأعمدة مربعة؛ مستطيلة أو أسطوانية فى الشكل المقطعى العرضى وقد يكون لها شكل مقطعى عرضى موحد على طول جزء ‎Vo‏ .من ارتفاعها على الأقل. ‏ويتضمن المصطلح "إعادة الدخول 76-8601801 كما هو مستخدم هنا سمة سطحية لها جزء أول له اتساع أول وجزء ثانى له اتساع ثانى؛ والاتساع الأول أكبر من الاتساع الثانى. وتزود إحدى أمثلة سمة إعادة الدخول السطحى بالعديد من الجسيمات النانوية المتراكمة أعلى العمود الدقيق ‎Guay micropillar‏ أن الجزء العلوى من التركيبة ‎composite‏ يشكل بوجود قطر أكبر ‎٠‏ .مما هو الحال للعمود. ويفضل أن يكون لسمات ‎sale)‏ الدخول سطح علوى محدب. ونجد أن سمات ‎sale)‏ الدخول السطحى ‎convex upper surface‏ تشبه "أغطية عيش الغراب ‎caps‏ 005010000 3,5 الفول النابت ‎('bean sprouts‏ "القبعة 01000005 أو مختلف الأشكال الأخرى المتشابهة المعروفة بصفة شائعة عند رؤيتها فى منظر جانبى.
-١١7- ويتضمن المصطلح "جسيم نانوى" كما هو مستخدم وزن راسب بمقياس نانوى من ‎Bale‏ غير متجانسة ‎heterogeneous material‏ وقد تكون الجسيمات النانوية منتظمة أو غير منتظمة فى الشكل وقد تشكل من مجموعة من الجسيمات متحدة الترسيب والتى تشكل جسيم بمقياس نانوى متراكب. وقد تكون الجسيمات النانوية كروية بوجه عام فى الشكل أو لها شكل مترإكب مشكل من © مجموعة من الجسيمات الكروية متحدة الترسيب بوجه عام. وقد تتضمن المواد المناسبة لتكوين جسيم نانوى مقومات ضوئية سلبية والتى تكون غير مترابطة ترابطاً متشعباً من الناحية المبدئية. ويتضمن المصطلح "هيدروكربون مفلور ‎"fluorinated hydrocarbon‏ كما هو مستخدم هنا هيدروكربون مستبدل بالفلور والذى قد يكون اليفاتى ‎aliphatic‏ أروماتى ‎aromatic‏ أو بوليميرى ‎polymeric‏ فى الطبيعة وقد يستبدل بالإضافة إلى ذلك بشقوق عضوية ‎organic‏ ‎moieties ٠‏ أخرى. وتتنحصر أمثلة ‎(hay‏ الفلور فى ‎.—CF3 ,—CF2H,-C6F5, —CF2‏ وقد تكون الهيدروكربونات المعالجة بالفلور ‎fluorine‏ المناسبة هى تلك التى تعالج لترسيب البخار 007 ا0ا7800. وينحصر مثال للهيدروكربون المناسب المفلور فى بوليمر مفلور مستبدل بسيلان ‎silane‏ أو فلوروسيلان ©11001051180؛ مثل ‎—1H,1H,2H,2H‏ بيرفلورو أوكتيل ثالث ‎Sd‏ سيالان ‎«1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrimethoxysilane‏ ‎—1H,1H,2H,2H, ١٠١‏ بيرفظوروديكايل الث كل_ورو سيلان ‎IH, IH 2H 2H=-‏ .perfluorodecyltrichlorosilane ‏كما هو مستخدم هنا‎ ‘photolithography ‏ويتضمن المصطلح "الليتوجرافيا الضوئية‎ ‏التى تستخدم الضوء لإزالة المادة اختيارياً أو‎ optical lithography ‏تقنيات الليثوجرافيا البصرية‎ ‏إضافة المادة إلى ركيزة. وقد تتضمن طرق الليثوجرافيا الضوئية تطبيق مادة مقاومة ضوئية على‎ ‏الركيزة. وقد تكون مادة المقاومة الضوئية مادة كيميائية بحيث تكون حساسة لضوء له طول موجى‎ ٠ ‏خاص يتم تطبيقه على الركيزة. وقد تكون مادة المقاومة الضوئية عبارة عن مادة مقاومة ضوئية‎ ‏تتفاعل مع الضوء لتصبح مترابطة ارتباطاً متشعباً وغير مذابة‎ positive photoresist ‏إيجابية‎ ‏فى المظهر. وتكون المقاومات الضوئية السلبية المناسبة للاستخدام هنا هى تلك التى تتبلمر عند‎
EPOXY ‏التعرض لضوء فوق بنفسجى؛ على سبيل المثال مقاومات ضوئية أساسها إيبوكسى‎ ‏/600؛ مذيب عضوى؛ وبادئ ضوئى‎ resin ‏متضمنة راتنج إيبوكسى‎ 08560 photoresists ©
١س‎
كاتيونى» مثل ‎KMPR‏ أو 8-لا5؛ كما وصف فى البراءة الأمريكية رقم 745 887 ‎ef‏ التى تدخل هنا على سبيل المرجعية. وتجدر الإشارة إلى أن ذو الخبرة فى المجال يهتموا بالمقاومات الضوئية الأخرى التى أساسها إيبوكسى والتى تعمل بطريقة مشابهة. وقد يتم خلق نموذج على الركيزة باستخدام حاجب ضوئى ‎photomask‏ لإعاقة الضوء اختيارياً من التفاعل مع مادة ‎٠‏ المقاومة الضوئية فى المواضع المرغوبة. وبهذه الطريقة؛ قد يبنى نموذج مرغوب للمادة المبلمرة ‎polymerized material‏ على سطح الركيزة. وقد يستخدم مظهر ‎developer‏ لإزالة أو غسيل مادة المقاومة الضوئية السلبية الغير مرتبطة ارتباطاً متشعباً أو الغير مبلمرة. وقد يتم الغسيل مع المظهر لفترة زمنية محددة مسبقاً ‎pre—determined time period‏ مختارة لترك مادة المقاومة الضوئية الغير مرتبطة ارتباطاً متشعباً أو الغير مبلمرة على الركيزة. وعلى سبيل المثال؛ قد تكون ‎٠‏ الفترة الزمنية من £0 إلى 75 ثانية لسمك محدد لطبقة مادة المقاومة الضوئية وظروف الغسيل الخاصة. وقد تختصر الفترة الزمنية مقارنة بطرق ‎Ua alll‏ الضوئية التقليدية؛ التى تبحث ‎Sale‏ ‏إزالة كل مواد المقاومة الضوئية غير مرتبطة ارتباطاً متشعباً. وقد تتضمن طرق الليثوجرافيا الضوئية عدة تكرارات لزيادة حجم السمات السطحية المرغوبة. وقد توجد معلومة أخرى على تقنيات الليثوجرافيا الضوئية ‎photolithographic techniques‏ المناسبة للاستخدام بالاختراع الحالى ٠ح‏ فى ‎The Science of :Microfabrication of Fundamentals<J.Madou Marc‏ ‎Ally « 2002¢ New York: CRC Press: Second Edition<Miniaturization‏ تدخل
هنا على سبيل المرجعية. وبعد التحميض؛ قد تتضمن الطريقة أيضاً غسل مظهر مادة المقاومة الضوئية المترسبة ‎residual photoresist developer‏ فى كحول ‎alcohol‏ على سبيل المثال كحول قصير ‎٠‏ السلسلة ‎short chain alcohol‏ أو آيزو كحول ‎diso—alcohol‏ مثل آيزوبروبانول ‎.iSOpropancl‏ وقد تعمل خطوة الغسل ‎washing step‏ على تنوية مادة المقاومة الضوئية غير المرتبطة ‎uncrosslinked photoresist‏ ارتباطاً متشعباً أعلى الأعمدة الدقيقة. وقد يتبع هذه الخطوة اختيارياً خطوة غسل مائى أخرى لإزالة الكحول المترسب ‎residual alcohol‏ على سبيل ‎JE)‏ بماء منزوع الأيونات ‎DI‏ وقد تعرض العينة مرة أخرى للضوء الفوق بنفسجى بدون استخدام
-؟١-‏ حاجب ضوئى وبالتالى يتم الارتباط المتشعب للمقاومة الضوئية المترسبة المحولة إلى أنوية أعلى الأعمدة الدقيقة إلى جسيمات نانوية يتم ارتباطها اختيارياً ارتباطاً متشعباً أيضاً بالأعمدة الدقيقة. ويتضمن المصطلح 'ترسيب البخار ‎"vapour deposition‏ كما هو مستخدم هنا ترسيب بخار فيزيائى أو كيميائى. ويعد الشكل المفضل لترسيب البخار هو ترسيب البخار الجزيئى. وقد © تستخدم طرق ترسيب البخار مذيب متطاير يتفاعل كناقل للمادة المراد ترسيبها. وقد يزال المذيب عن طريق ‎Shall dap‏ المرتفعة و/أو الضغط المختزل. وقد تكون درجة ‎shall‏ المرتفعة أكبر من ٠م‏ أكبر من ‎"٠١‏ م؛ أو أكبر من ‎98٠‏ م. وقد تكون درجة الحرارة المرتفعة فى المدى من ‎ov‏ ‏إلى ‎Ye‏ © إلى ‎"٠٠١‏ م ‎١‏ إلى 0" م أو 15" م إلى 85" م. وتكون المواد المناسبة لترسيب البخار هى تلك التى لا تتفكك تحت درجة ‎ha‏ الطريقة والتى تلتصق بطريقة معينة ‎٠‏ بالركيزة. وقد تلتصق المادة بالركيزة أو المواد الأخرى الملتصقة بالركيزة بواسطة الإمتزاز الفيزيائى ‎adsorption‏ ل5108/ا00. وقد تكون المادة عبارة عن جزئ مفلور ‎Jie fluorinated molecule‏ هيدروكربون مفلور قد يلتصق فيزيائية ب أو يتفاعل كيميائياً مع الجسيمات النانوية و/أو الأعمدة الدقيقة. قد يكون كسر المنطقة ‎of carea fraction‏ للسطح مهم لتزويد الخواص الفائقة الكراهية للزيت ‎٠‏ المفضلة. قد يكون مفضل لتزويد الركيزة بكسر منطقة فى نطاق يتراوح من ‎١0٠‏ إلى 07 أو من 09 إلى ‎١١5‏ أو من ‎0٠‏ إلى ‎dey‏ من 05 إلى ‎١‏ أو من ‎٠.07‏ إلى ‎cod‏ ‏أو من ‎١.07‏ إلى ‎de A‏ من ‎١.04‏ إلى 09 أو من ‎cord ee‏ عندما يستخدم المطاط ‎rubber‏ كركيزة» قد يتطلب جرعة أكبر من الإشعاع الفوق البنفسجى ‎ultraviolet radiation‏ لبدء تفاعل التشابك من سيلزم لركائز السليكون تحت ظروف مماثلة ‎YL‏ خلاف ذلك. لكى يتم إضعاف الضوء فوق البنفسجى المطبق لسطح الركيزة؛ قد يكون مفضلاً تطبيق طبقة رفيعة من الضوء المقاوم السلبى قبل عملية الليثوجرافيا الضوئية وتعريض السطح كاملاً إلى جرعة أقل من الضوء فوق البنفسجى. هذا يبلمر طبقة من الضوء المقاوم على الركيزة لكى يتم تحسين التصاق المزايا النشكلة لاحقاً وأيضاً لحماية الركيزة من الجرعات العالية من الضوء فوق البنفسجى المطلوب فى المراحل اللاحقة من العملية.
-م١-‏ لكى يتم أيضاً زيادة التصاق الضوء المقاوم للركيزة؛. وخصوصاً عند استخدام ركائز بوليمرية أو مطاطية؛ قد يكون مفضل معالجة الركيزة مسبقاً بهكساميثيل ثانى سيلازان ‎(HMDS) hexamethyldisilazane‏ قبل تطبيق الضوء المقاوم. لكى يتم إنتاج أسطح فائقة الكراهية للزيت فى نطاق تجارى؛ يمكن استخدام تقنيات مختلفة. تستخدم واحدة من هذه التقنيات © تكنولوجيا النانو للطباعة الحجرية منطقة واسعة لفة إلى لفة ‎yroll-to-roll‏ لفة إلى مسطح ‎roll—‏ ‏0-0806 التى هى قائمة على الليثيوجرافيا الضوئية قريبة المجال باستخدام أقنعة اللف أسطوانية الشكل. هذه التقنيات موصوفة فىء؛ على سبيل المثال 600:00 ‎Large—« 5.1. and L.J.‏ ‎Area Roll-to—-Roll and Roll-to-Plate Nanoimprint Lithography: A Step‏ ‎toward High—Throughput Application of Continuous Nanoimprinting.
ACS‏ ‎nano | ٠‏ 2304-2310 .0 :)3(8 .2009 .؛ والذى يدخل هنا على سبيل المرجعية. قد يتم تشكل الركائز المشتملة على مورفولوجيا سطح فائق الكراهية للزيت إلى مواد مفيدة أو يتم تطبيقها إلى مواد مشكلة سابقاً فى شكل طلاء ‎coating‏ أو ما شابه ذلك. يضفى هذا خواص معيقة ‎barrier properties‏ مفيدة إلى المادة؛ مثل المقاومة للاختراق أو الهجوم من خلال السوائل العضوية؛ مثل الهيدروكربونات؛ أو ما شابه ذلك. تشمل التطبيقات الأخرى الطلاءات ‎Vo‏ المقاومة ‎resistant coatings‏ للزيوت والدهون بالنسبة للمواد فى الأجهزة الطبية أو الصناعة الصيدلية. قد يتم تصور تطبيقات أخرى عديدة من خلال هؤلاء الأشخاص ذوى المهارة فى هذا المجال. أمثلة أمثلة وطرق ‎Ye‏ المواد المقاومة للضوء السلبية 8-لا5 (راتنج ‎cepoxy resin oS gu)‏ بنتانون حلقى ‎cyclopentanone‏ كمذيب عضوى» ملح ثالث أريل سلفونيوم ‎triarylsulfonium‏ كمركبات كيميائية كاتيونية تتحلل إلى شوارد حرة عند التعرض للضوء)؛ مواد مقاومة للضوء سلبية ‎KMPR‏ ‏(راتنج إيبوكسى معدل؛ بنتانون حلقى؛ ثالث أريل سلفونيوم؛ كربونات بروبيلين ‎propylene‏ ‏636 )و تم شراء مظهر ‎-١( SU-8‏ ميثوكسى -؟- أسيتات بروبيل ‎1-Methoxy—2-‏
-؟١-‏ ‎acetate‏ الام0:0) من ‎.MicroChem Corporation, Newton, MA, USA‏ ‎—1H,1H,2H,2H‏ بيرفظلورو أوكتيل- ثالث كلوروسيلان ‎1H, 1H,2H,2H-perfluoroctyl—‏ 100100686 (/969597) كان ناتج من ‎Sigma-Aldrich‏ تم صنع محلول ‎Piranha‏ ‏باستخدام فوق أكسيد الهيدروجين 11202 (9670) ومحلول 12504 (مركز) فى 7:7 نسبة © حجم/حجم. تم استخدام كل الكيماويات كما وردت. تم تصميم النماذج أو الأطباق المعتمة ‎photomasks‏ التى تسمح للضوء أن يتألق باستخدام برمجيات ‎L-edit software‏ وحيبنئذ يتم طبعها على نظارة من الكروم بنظام إعداد صورة ‎lle‏ الدقة ) ‎Nanofab, Alberta‏ ‎«(University‏ جهاز طلاء دوران ‎(Solitec 5110 Spinner)‏ وجهاز لمحاذاة الحاجب ‎(Karl‏ ‎MAG)‏ 555 متاحين فى | ‎University of _iWestern Nanofabrication Lab‏ ‎Western Ontario | ٠‏ .5 تحضير جميع محاليل المعالجة ‎processing solutions‏ بالماء غير المتأين ‎(DI) de-ionized‏ من نظام ‎(Millipore, Bedford, MA) Q- lk‏ مرشح من خلال مرشحات ‎١,7‏ ميكرومتر (ملليبور). تصنيع هياكل هرمية ‎hierarchical structures‏ بمقياس النانو/الميكرو بالإشارة إلى الأشكال ‎Yo)‏ و ‎ed‏ تم اجراء تصنيع سطح بهياكل متعددة النطاقات كما يلى. تم ‎١‏ تنظيف الركائز ‎Ye ٠١‏ 0 بعناية أولاً فى محلول بيرانها ‎Av)‏ درجة مئوية) لمدة ‎7١‏ دقيقة؛ وتم تجفيفها عند درجة حرارة ‎٠٠١‏ درجة مئوية لمدة © دقائق على طبق ساخن ‎hotplate‏ (الخطوة أ). بالإشارة إلى الشكل 9؛ يمكن وضع طبقة معدنية ‎To‏ بشكل إضافي على الركيزة المنظفة ‎3١‏ ‏(الخطوة أ). تم صب المادة المقاومة للضوء السلبية )3010 ‎9١ YY ١ (SU-8‏ على الركائز ‎Ye ٠‏ (أو الطبقة المعدنية ‎(TO‏ في الخطوة ب ونشرها باستخدام ‎he‏ دوار عند ‎©08٠0‏ لفة فى ‎٠‏ الدقيقة لمدة © ثوانى متبوعة ب ‎٠٠٠١‏ لفة فى الدقيقة ‎٠١ sad‏ ثانية. تم تنفيذ التحميص الناعم ‎Soft baking‏ (الخطوة ب) عند درجة 40 درجة مثوية على طبق ساخن لمدة ‎٠١‏ دقائق لإزالة المذيب الزائد من طبقة 8-لا5. حينئذ كانت طبقة 8-لا5 ‎(YY YY)‏ ١؟‏ متشابكة عبر التعرض للضوء فوق البنفسجى (مشار إليها بأسهم) من خلال طبق معتم 17077 ‎FY‏ يسمح بلمعان الضوء من خلال نموذج معرف باستخدام محاذى حاجب الضوء ‎Joh) mask aligner‏ موجة ‎Yo‏ جهاز الاستقبال 60910ا 10/878 ‎sensor‏ = 15 ؟ نانومترء شدة ‎UVintensity‏ 1 وزن
-١١-
جزيئى/سم7) من أجل تشكيل مادة مقاومة للضوء متشابكة ‎YY OY‏ 7©. كما يتبين في الشكل ‎oY‏ يمكن القيام بتدوير المادة المقاومة للضوء السلبية ‎7١‏ في خطوتين منفصلتين (الخطوة ب والخطوة ج) ويلي ذلك التحميص الناعم والتعرض للضوء فوق البنفسجى في ‎JS‏ من الخطوتين ب و ج. انظر جدول ‎١‏ لأوقات التعرض للآشعة فوق البنفسجية. تم اجراء بلمرة ‎Polymerization‏ ‏© 50-6 فى التحميص بعد التعرض ‎post-exposure bake‏ (الخطوة 'د" في الشكلين ‎١‏ و 9؛ الخطوة ج في الشكل ‎(YF‏ عند ‎To‏ درجة مئوية لمدة ‎١‏ دقيقة و19 درجة مثوية لمدة ؟ دقائق. تم تحميض العينات فى مظهر 50-8 لإذابة أى ‎sd‏ مقاومة غير متشابكة ‎FY 7١ ١‏ لفترة أقصر من الوقت المتطل ‎Sale‏ للإزالة التامة أو لغسل كل المادة المقاومة التى لم تتشابك. نتج عن هذا اختراع تركيب هرمى مقاوم للضوء غير متشابك تراكمى (الخطوة 'د"). فيما يتعلق بالمعلمات ‎٠‏ التجريبية المذكورة أعلاه؛ كان وقت التحميض ‎development time‏ £0 ثانية. ‎(Miia‏ تم غمر العينات فى آيزوبروبانول ا800م150010؛ يتم فيه تكزين غشاء ‎visible film ye‏ على تركيب ‎.SU-8‏ تم ‎Jue‏ الأيزوبروبانول ‎residual isopropanol Sil‏ باستخدام ماء غير متأين. أخيراً؛ تم تعريض العينة بدون طبق معتم يسمح بلمعان الضوء فى نموذج محدد تحت لمبة ‎UV‏ ‏منتظمة لمدة ‎Fe‏ ثانية (الخطوة ه). يمكن أن يكون البديل استخدام ضوء الشمس؛ الذى تحتوى ‎Vo‏ أيضاً على ضوء /الا. كانت خطوات الاختراع ب ‎KMPR‏ لأن المواد المقاومة للضوء السلبية كانت نفس» ماعدا سرعة الدوران» كان لها نفس جرعة التعرض ووقت التحميص الذى يحتاج إلى ضبط. يبين شكل ‎١‏ مخطط لعملية الليثيوجرافيا الضوئية لاختراع سطح فائق الكراهية للزيت. يبيّن الشكل ؟ ‎Saas‏ حيث تشتمل الخطوة د على تحميض قليل والخطوة ه على تحميص بعد
التعرض. ‎Yo‏ يمكن اختراع الهياكل المتعددة النطاقات على نطاق واسع من مواد الركائز المختلفة باستخدام خطوات اختراع مشابهة للمواد الموصوفة أعلاه. مخططات العملية المستخدمة مع باقة من الركائز المختلفة مبينة فى الأشكال ‎Ye)‏ و 9. اختلاف العملية الكبير بين مواد الركائز المختلفة هو التعرض ل ‎UV‏ المطلوب؛ بسبب الانعكاسية المتنوعة ل ‎UV‏ والامتصاصية. على سبيل ‎JE‏ ‏تتطلب الركائز المطاطية جرعة ‎UV‏ عالية مقارنة برقائق ‎wafers‏ السليكون (ا5) (انظر جدول ‎١‏ ‎Yo‏ للجرعات التميثيلية ‎.(representative doses‏ تنتشر أشعة ‎UV‏ من خلال الطبقة المقاومة
-١م‎
للضوء على الركيزة. يتم انعكاس ‎lef‏ الأشعة ‎beams‏ من خلال ركيزة أ5 وتمر من خلال الطبقة المقاومة للضوء ‎photoresist layer‏ 55 أخرى. على ‎mill‏ يتم امتصاص طاقة ‎UV‏ ‏وترتد أشعة أقل من خلال الطبقة المقاومة للضوء إذا كانت الركيزة هى المطاط. إذا كانت جرعة ‎UV‏ عالية ‎dos‏ يحدث عدم التطابق فى الحجم بين هيكل العمود ‎pillar structure‏ ونمط حجبه © للضوء ‎photomask pattern‏ . وبالإشارة إلى شكل 7ء لأسطح البوليمر طبقة رقيقة جداً من مادة مقاومة للضوء مسطحة يتم تطبيقها قبل بناء الهياكل الفعلية لتخفيف امتصاص الضوء فوق البنتفسجى عن طريق العمود. وبسبب الفرق بين التصاق السطح ‎surface adhesion‏ والموصلية الحرارية ‎thermal conductivity‏ يلزم ضبط سرعة الدوران ‎spinning speed‏ وقت التحميص ‎baking time‏ وزمن التحميض ‎developing time‏ وفقاً للعمود الخاصة. بالإضافة ‎٠‏ إلى ذلك؛ تتأكسد العديد من المواد بسهولة؛ لذلك تتكون روابط هيدروجينية طويلة المدى على أكسيد السطح مع الماء الممتص من الهواء. وبمجرد دوران المقاومة على هذا السطح؛ يلتصق ببخار الماء بدلاً من السطح؛ مما يؤدى إلى التصاق سئ. يمكن معالجة الأعمدة بواسطة بخار ‎HMDS‏ ر(سادس ميثيل ثانى ‎YES-3TA HMDS ) (Hexamethyldisilazane Plu‏
.٠١ ٠١ ٠١ ‏للركيزة‎ (Y ‏لزيادة التصاق المادة المقاومة للضوء (شكل‎ (Oven
‎١‏ التعديل الكيميائى ‎Chemical modification‏ للأسطح بالإشارة إلى الشكل ‎of‏ وبمجرد بناء الهيكل متعدد القياسات على العمود؛ تم فلورة العينة من خلال ‎—2H2H HOH‏ بيرفلوروستيل - ثالث كلوروسيلان بخارى. تم تطبيق قطيرات من السيلان ‎OF‏ ‏حول العينة "5 فى طبق بترى مغطى ‎.0١‏ يجب الحرص على تجنب أى اتصال مباشر للقطيرات ‎OY‏ مع العينات ‎.0F‏ تم تحميص طبق بترى )0 عند ‎Ar‏ درجة مثوية على موقد 4 © لتبخير ‎٠‏ الفلوروسيلان لمدة ‎Yo‏ دقيقة. بعد هذاء تم إزالة غطاء طبق بترى ‎0١ Petridish‏ ؛ مما يؤدى إلى
‏ترك العينات حتى اكتمال التجفيف عند درجة حرارة الغرفة (شكل 4 ). النتائج والمناقشة طوبوجرافيا السطح ‎Surface topography‏ والتعديل الكيميائى ‎chemical modification‏
-١4-
الطباعة التصويرية ‎Photolithography‏ باستخدام مادة مقاومة للضوء سلبية هى طريقة قوية ‎robust method‏ لتصنيع هياكل دقيقة؛ والتى لها مقاومة كيميائية ثابتة تحمل حرارى جيد لما
يصل إلى ‎Yoo‏ درجة مئوية؛ وأداء ميكانيكى بمعامل يونج 5-4 جيجا باسكال ‎J)‏ 8-ل5). مع المعايير ‎parameters‏ التجريبية الممثلة سابقاً؛ تم تصنيع أنظمة أعمدة دقيقة مقاومة للضوء
© موحدة على رقاقة سيليكون بارتفاع ‎Yo‏ ميكرو متر (يتعلق بسرعة الطلاء المقاومة والتصاق سطح الأعمدة). تم تغيير احتكاك المساحة ‎(f)‏ للسطح الفائق الكراهية للزيت هذا بتغيير قطر الأعمدة من
‎١‏ ميكرو متر إلى ‎١5‏ ميكرو مترء مع حفظ المسافة مركز إلى مركز ‎YO‏ ميكرو متر. تم تكوين الجسيمات النانوية من مادة مقاومة للضوء غير متشابكة؛ مظهر ‎SU-8‏ وآيزوبروبانول. على
‏أساس عملية التنويه سائل- سائل؛ أو ما يسمى بتأثير 0020؛ يتكون مستحلب دقيق زيت فى ماء
‎٠‏ لبنى عند إضافة الماء إلى ‎Ouzo‏ (إيثانول ‎(ethanol‏ فى التكوين الحالى؛ تؤدى المادة المقاومة للضوء السلبية؛ المظهر والآيزوبروبانول وظيفة مماثلة مثل الزيت؛ الإيثانول والماء فى 0020؛
‏على التوالى. عند الخلط مع آيزوبروبانول؛ تصبح المقاومة الضوئية السلبية مشبعة تشبع فائق
‏بدرجة كبيرة؛ مما يؤدى إلى تنوية القطيرات ‎droplets‏ المقاومة للضوء. فى غضون ذلك؛ ‎fast‏ ‏المادة المقاومة للضوء فى الهجرة مباشرة إلى القطيرة المجاورة؛ بحيث يقل فرط التشبع
‎supersaturation Yo‏ ولا يحدث المزيد من التنوى 01101681600. فى عملية الليثوجرافيا الضوئية التقليدية؛ يتم تحميض المادة المقاومة للضوء غير المتشابكة فى مظهر 8-ل50؛ مما يؤدى إلى
‏ترك الهيكل المتشابك؛ والذى يمثل مجموعة العمود فى تصميمنا. ومع ذلك؛ تستخدم العملية الحالية زمن تحميض أقصر محدد سابقاً (تحت التحميض)؛ بحيث تبقى كمية صغيرة من المادة المقاومة للضوء غير المتشابكة على سطح مجموعة العمود. بمجرد غمس هذه العينة فى
‎٠‏ أيزوبروبانول»؛ يتم تشكيل ‎sald)‏ المقاومة للضوء غير المتشابكة فى جسيمات نانوية كروية. حيث تكون الأعمدة الدقيقة كارهة للماء. يتجمع معظم هذا الجسيمات النانوية حول ‎Ad‏ الأعمدة ‎Ya‏ من
‏ملء الفجوة ‎gap‏ بين الأعمدة؛ بحيث يتم تكوين تركيب معاد الإدخال بواسطة هذه الجسيمات النانوية المحدبة المتكتلة ‎Clustered convex nanoparticles‏ يتم توضيح تحميض تركيرب الجسيم النانوى المقاوم للضوء ‎SU-8)‏ أو ‎(KMPR‏ كدالة لزمن التحميض فى شكل #. حجم
‏© الجسيمات النانوية قابل للضبط بواسطة تغيير زمن التحميض. كلما كان زمن التحميض أقصرء كلما كان حجم الجسيم المنتج أكبر (شكل 76). قد يساعد التحكم فى حجم الجسيمات النانوية فى
١. ‏تحسين كره الزيت الفائق أكثر. لهذاء يمكن معالجة الهيكل معاد الإدخال فوق الأعمدة بسهولة‎ .maximum superoleophobic performance ‏لأقصى آداء فائق الكراهية للزيت‎ ‏بالإضافة إلى ذلك؛ تحمل المادة المقاومة للضوء السلبية فى جوهرها التصاق عالى للسطح للركائز‎ ‏المختلفة؛ وبالتالى تكون الأعمدة الدقيقة ثابتة جداً ومرتبطة جيداً بالقاعدة. الارتباط بين الدعائم‎ ‏الدقيقة والجسيمات النانوية قوى جداً أيضاً؛ حيث يتم عمل الجسيمات النانوية أيضاً من مادة‎ © ‏مقاومة للضوء سلبية ومتشابكة بالدعائم. الأسطح المنسوجة المصنوعة على رقاقة السيليكون؛‎ .7 ‏مطاطات البيوتيل المعبأة بالأبيض والمعبأة بالأسود مبينة فى شكل‎ ‏ظروف معملية منتظمة‎ artificial structure ‏الهيكل الصناعى‎ Fluorination ‏تم اجراء فلورة‎ ‏لتبسيط عملية التصنيع. تقلل الفلورة‎ Moisture ‏بدون التخلص من الأكسجين 07/9617 والرطوبة‎ ‏عند السطح. رغم أنه لكل‎ —CF3 ‏طاقة السطح عن طريق زيادة تركيز المجموعات الكيميائية‎ ٠ ‏بصفة عامة فى زيادة زاوية‎ spall ‏الزيوت على كل الأسطح المسطحة؛ 0مسطح >40 درجة؛ يرغب‎ ‏قدر الإمكان. هناك حاجة لدرجة أصغر من إعادة الإدخال كلما اقتربت‎ (CA) ‏الاتصال الداخلية‎ ‏درجة. وبالتالى؛ ينبغى أن يكون فرق الطاقة بين الحالات دونية الاستقرار (كارهة‎ ٠0 ‏من‎ CA ‏أصغر. من المتوقع أيضاً أن‎ (complete wetting ‏للماء بدرجة فائقة) والمستقرة (ترطيب كامل‎ ‏إلى‎ Cassie-Baxter ‏للانتقال من حالات‎ lef ‏طاقات السطح المنخفضة ستوفر حواجز‎ Vo ‏حيث تكون مجموعات الفلوروكربون‎ robustness ‏مما يؤدى إلى زيادة المتانة‎ (Wentzel ‏(خاصة 0113-) معروفة بأنها تمتلك طاقات سطح منخفضة؛ ويجب أن تنتفع‎ fluorocarbon ‏الأسطح الخشنة من كونها مفلورة.‎ ‏الكره الفائق للماء/الزيت‎ ‏درجة مئوية؛ بينما تغيرت نتائج‎ VAY ‏زاوية اتصال هذه الأسطح بالماء تكون عادة قريبة من‎ _ ٠ ‏(خط‎ A ‏الهكساديكان مع ؟ لقمم العمود (بالنسبة لإجمالى مساحة السطح). كما هو مبين فى شكل‎ ‏درجة‎ ١5 ‏زاوية اتصال الهكساديكان كانت فقط‎ ¢(circular knob ‏وعقدة دائرية‎ 0 line ‏أحمر‎ ‏أعلى عند القيم المنخفضة ل آ‎ oil repellency ‏زيت‎ ayh ‏يظهر السطح‎ Lv Vo ‏عندما كانت آ‎
— \ \ — ‎vy)‏ درجة ل آ حوالى 00 ‎o(v,‏ يقابل هذا الميل المعادلة ‎Cassie — Baxter‏ للترطيب غير المتجانس: ‎feos, —(1-f)‏ = .056 0 حيث ‎f‏ تمثل احتكاك المساحة للسطح الصلب والذى يكون متصل بالسائل» »97 و 7" هى © زوايا الاتصال للسطح الخشن والسطح المستوى؛ على التوالى. لهذاء وصلت زاوية الاتصال مع الهكساديكان إلى ‎٠٠١‏ درجة (ومع الميثانول ‎methanol‏ كانت ‎VY‏ درجة) عن طريق تقليل للاتصال ‎.small contact hysteresis‏ الرغم من أن 8-لا5 نفسه هو كاره ‎cell‏ بلل عم من أن هو حاره ‎L‏ ‏هكساديكان بسهولة سطح 8-لا5 المسطح. يتم تنميط الأسطح فقط بأعمدة من النطاق الدقيق لها ‎٠‏ طرد ‎repellency‏ أقل للزيت عن الأسطح التى تشتمل على كل من الأعمدة الدقيقة والجسيمات النانوية (شكل ‎cA‏ خط ومربعات سوداء). توضح المعدات المحكمة هذه أهمية احتكاك السطح بكره الزيت الفائق للسطح. خواص الركائز المختلفة مبينة فى جدول ‎.١‏ ‏جدول ‎.١‏ خواص الركائز المختلفة الركيزة المادة |التعرض ‎dg if‏ الاتصال ازاوية الاتصال |اختبار الشريط ‎Tape‏ ‏المقاومة ‎PPS Lp‏ فوق الثابتة التثابتسة 1514 (حتى لا تستطيع ‎sual‏ البنفجية |(هكساديكان) ١(ميثانول)‏ | اقطيرات الهكساديكان (ثوائى) = السيليكون ‎٠ 1+6 7١ SU-8‏ امتوسط 7 مرات (شريط ‎an‏ درجة ‎(Scotch‏ ‎IIR‏ معبأ بأسودا8-لا85 ‎40١‏ ا غير ‎le‏ امتوسط © مرات (شريط ‎Black—filled‏ درجة ‎(Nichiban‏
_— \ \ _ ذهب ‎Yo SU-8 Gold‏ 7+ لى غير متاح غير متاح درجة الومنيوم 50-8 ‎٠١١‏ لاداح ‎oA‏ غير متاح غير متاح ‎an Aluminum‏ ركيزة سيليكون ‎oT ENVY KMPR‏ غير متا ‎z‏ غير متا ‎z‏ ‎an Silicon‏ ‎substrate‏ ‏المناقشة ‏وقد ثبت فى الأمثلة السابقة أن مزايا الخشونة متعددة النطاق ‎multiscale roughness‏ التى تتراوح من مئات ميكرونات 00100005 للأعمدة بالاتحاد مع هذه فى المدى من عشرات النانومترات للجسيمات هامة لإنتاج طلاءات فائقة الكراهية للزيت. والسبب فى ذلك ذو شقين. الأول؛ قد تجعل © الخشونة متعددة النطاق هذه السطح "هوائى ‎"airy‏ جداً؛ وبالتالى خفض احتكاك مساحة الاتصال السائل- الصلب الفعالة ‏ فى معادلة (3). ‎(Lal‏ من ‎aed)‏ إنتاج إعادة دخول وشكل محدب ‎.convex morphology‏ تشارك الأسطح متعددة النطاق للتقنية السابقة أحد العيوب الهامة - وهى لها فقط ميزة إعادة دخول واحدة لكل أخدود. وهذا يعنى أنه إن كان للسطح عيب أو اضطراب محلى ‎local disturbance‏ ‎٠‏ على أحد ‎(Jaa sale) Wie‏ ستبلل قطرة ‎JL‏ باحتمالية أكثر الأخدود المحلى. وعلى النقيض من ذلك»؛ فإن الأسطح الحالية أكثر قوة لأن هناك العديد من مزايا ‎sale]‏ الدخول المرتبطة بكل إخدود. سيحسن هذا بدرجة كبيرة من الاحتمالية حيث لن ترطب قطرة السائل الأسطح الحالية. وباختصار؛ يمكن استخدام انحناء سطح ‎sale]‏ الدخول (الجسيمات النانوية)؛ بالتعاون مع النسيج الخشن (أعمدة دقيقة) لتصميم الأسطح التى تظهر مقاومة شديدة للترطيب من عدد من السوائل ‎Vo‏ بتوتر السطح المنخفض؛ ‎Ly‏ فى ذلك الهكساديكان والميثانول. 8-لا5 5 ‎KMPR‏ هى ببساطة
‎Ad —_‏ \ _ أمثلة للمواد المقاومة للضوء السلبية؛ ومن المحتمل أن أنواع أخرى من المواد المقاومة للضوء السلبية يمكن استخدامها أيضاً فى تصنيع هذه الأسطح الفائقة الكراهية للزيت. موصوف هنا طريقة تصنيع ‎fabrication method‏ بسيطة وسريعة لإنتاج أسطح فائقة الكراهية للزيت باستخدام ليتوجرافيا ضوئية فقط وتقنية ترسيب بخار فلوروسيلان بسيط. يضم الشكل متعدد © القياس لهذه الأسطح الفائقة الكراهية للزيت كل من نمط منتظم دقيق صغير النطاق (أعمدة) بالإضافة إلى الخشونة نانوية النطاق (من خلال تجميعات ‎assemblies‏ جسيمات نانوية). يمكن تطبيق هذه الطريقة على أنواع مختلفة من مواد الركائز التى تتضمن رقائق السيليكون» رقائق الزجاج؛ صفائح فلزية وأغشية مطاطية رقيقة. الأسطح الكارهة للزيت الفائقة الناتجة تكون قوية ومستقرة. علاوة على ذلك؛ تكون تقنية التصنيع الموصوفة هنا بسيطة ومنخفضة التكلفة مقارنة ‎٠‏ بطرق أخرى عديدة؛ وبالتالى مناسبة للتطبيقات العملية. قائمة التتابع: ‎Yo rir‏ ثانية ‎Vo 61,80* Liddle, SSW‏ ميكرومتر ‎١ o‏ جٍ > $ ثانية ‎Ag ٠ "y‏ ثانية "هو" ‎٠‏ 9 ثانية و ‎٠‏ ب" ثانية ‎Yo "yy‏ ثانية ‎١١ EY‏ ثانية مز" ‎٠‏ 7 ثانية
لا اي" ‎wld.‏ ‏'ك" ‎5,١ SSW‏ كيلوفولط - *. ,ا ‎١‏ ميكرومتر "ل" ‎5,١ SSW‏ كيلوفولط - *..,61ا- ‎٠‏ ميكرومتر ‎Ligd<o,. SSW "a‏ *. ,كا - 1,17 ميكرومتر ‎"yo‏ دعامات فقط ‎TQ‏ دعامات بها جسيمات بحجم النانو "ع جزء المساحة؛ آ ‎nla By‏ ثيتا

Claims (1)

  1. اج \ — عناصر الحماية
    ‎.١‏ مادة تشتمل على ركيزة ‎substrate‏ للركيزة سطح يشتمل على نمط أعمدة دقيقة القياس ‎Microscale pillars‏ مغطاة بمجموعة جسيمات نانوية ‎(nanoparticle‏ حيث؛ تخلق المجموعة من الجسيمات النانوية معاً شكل محدب لإعادة الدخول اعلى كل عمود؛ و يكون للسطح زاوية تماس ‎contact angle‏ مع الماء أكبر من ‎١5١‏ درجة مئوية. ‎lo}‏ ‎LY‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية )0 حيث يشتمل النمط على نظام ‎array‏ ‎LY‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎F‏ حيث يكون للسطح أيضاً زاوية تماس ‎contact angle‏ مع الهكساديكان ‎hexadecane‏ أكبر من ‎١٠5١0‏ درجة. 7"
    ؛. المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎oF‏ حيث تشتمل الجسيمات النانوية ‎nanoparticle‏ على مقاومة للضوء سلبية ‎.negative photoresist‏ ‎Lo‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎of‏ حيث يكون للسطح شكل متعدد القياس | ‎multi-scale‏
    ‎.morphology ١٠‏
    1. المادة وفقاً لعنصر الحماية ١؛‏ حيث يكون احتكاك المساحة ‎of area fraction‏ للسطح من ‎٠, ١‏ إلى ‎ot, ١٠‏
    ‎YY.‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يشتمل السطح على هيدروكربون مفلور ‎fluorinated‏
    ‎.hydrocarbon‏ ‎LA‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎oF‏ حيث يشتمل السطح على مادة فلورو سيلان ‎fluorosilane‏
    _ أ \ _ 4 المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎oh‏ حيث تشتمل الأعمدة ‎pillars‏ على مادة مقاومة للضوء سلبية
    ‎.negative photoresist‏ ‎LY‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية 9؛ حيث تشتمل كل من الأعمدة ‎pillars‏ والجسيمات النانوية ‎nanoparticle ©‏ على مادة مقاومة للضوء سلبية ‎.negative photoresist‏ ‎sald) .١‏ وفقاً لعنصر الحماية ‎٠١‏ حيث تشتمل الركيزة ‎substrate‏ على سيليكون ‎silicon‏ ‏زجاج ‎glass‏ فلز ‎metal‏ أو بوليمر.
    ‎.١7 ٠‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎OO)‏ حيث يتم تطبيق الركيزة ‎substrate‏ على المادة. ‎NY‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎٠١‏ حيث تشتمل الركيزة ‎substrate‏ على إيلاستومر
    ‎.elastomer‏
    ‎.١14 0‏ المادة وفقاً لعنصر الحماية ‎OF‏ حيث يشتمل الإيلاستومر ‎elastomer‏ على مطاط بيوتيل ‎butyl rubber‏
    ١ّ Ve HIRI a = IE EE TE PAN ee [iii + §
    AY
    CL 0 JY ci NP ci: i ss BE is 0 ‏ااا‎
    RA 5 9 ~ 1 * o o \ A ) 1 ‏أ َل‎
    الا ‎ie J‏ الح لاط ‎IE —‏ »
    شكل أ
    - ‏حم‎ ‎| | ‏ا‎ ٠ ‏اللتتتاللتتلللتلتتلتلتلتتتللتتتتتتلتتللتتتتللللتتتالتتتنتتت اتنا‎ ١ ‏اس‎ Xu a TEE TE TERY ® STEARATE Sa Sas ‏مسمس الج‎ ¥ Y ‏سم‎ Y * SO > SS SS J J SR. ‏ا‎ Y ١ ‏ا احا ا جد ا د‎ ‏حبحب اريت ال لات لاي تا يا لا حي ا جح يي اج يحاي‎ FR ‏ال وح‎ paren A ‏ساقس‎ JL WOON SE AS WS TE SUG TE SET SET ‏أ‎ YY 0 A ‏د‎ ‏شكل ؟‎
    1:03: SICH) (CSI, SiC NT SLE IYO DERE NH (Hills ‏واوت اناا‎ Li OH OH OH OH OH OH ‏ب‎ . x oy x + > 1 oy 3 AT - I} NH (HAC SE HAC 1ST (H20):81 (HOLS (HC LB H0).S AY A ‏د‎ AY AN > Q Q O Q QO 3 i i 3 § 0 3 4 : 0 § 0 i en x x of oy Cx ¥ ‏شكل‎
    =« اذ لح ‎Cae‏ ‎oY‏ ‏شكل ؛
    ©١- i ‏م كد‎ 'ّ ‏لله‎ | z & = oat ‏الله‎ 3 8 NN 8 ne 0 NL SE Pe ing an wp 2 ‏يي ااا ا‎ Be 4 . a a > ِ ‏اا‎ ‎2 ‏ا إن ا‎ 8 a NN aa . oo i ‏ال‎ Car AT ah a oe vo ‏ا‎ aa ‏م‎ « ~- 8 ANE SE RR . Ll 8 RR Re 8 ‏ااا ا‎ 8 ie . «en en ‏ا اد‎ Nae SEES NS No " - - = Coe ge fll - ‏ب سس‎ ‏لب" 2 .1 ا ا‎ 2 ‏ااا ا اا لاا ا . ا ا‎ ٍّ ‏ا ا ااا ا ا‎ : Naas 8 8 «© ‏ا‎ . 0 DY N Spats a _ LL « » a oN - ‏اه‎ LL LL NL LL a - Ne £8 Be LR Sa a> -- 8 ‏سا‎ _- ٍ aa pple ‏سا‎ \ RAE ‏ب‎
    ‎. a ‏ا‎ EN an NRE; RR TENE aN VNR NER XN “hod ae Ne a ‏ب‎ ‎pen tC ane oo: SE 5 ‏ا‎ ‎anton ie” oo. 0 ‏ا‎ ‏اد‎ pA ‏اا‎ ١ g ER 0 8 188 a) a) aX i = 5 LL LL i o 3 » ‏ا‎
    0 ‏اا اق ل ا اا‎ - ae ‏د ;& ا‎ rE ATTAIN AEE rr ‏ا ال‎ EE TY ae ae MRE Ea RR ‏اسح م‎ REN Ro AE BERET NE Po ‏ل‎ RR, Ns Lia aaa a ‏ا ا‎ aa EE ET Ra a NE La LL ANF ae Th an 3 at DRIER Re ‏ل‎ Sk EN 8 8 RN 0 ‏ا ا ا ادا الأ د‎ 88 Na 3 aE Mae ahaa AE Minnis SEE NaN NN Naan Nah wl AT EE ae Le La LL Ln HITE OTE AE TRATES Daa he ‏ل‎ ‎Taal ni ERR ‏الأ‎ Ba A a Roe ‏و‎ ei Lad aan Le ‏ا‎ 8 Na Le a NL Raa SERRE REL Ea aaa oe Se RE RR
    1 I »
    1 :
    الا ‎ee‏ رداب ا 0 ‎nai WE Te‏ . ل ‎XR N 8 R RR 0 RK N Sara Ni HN RN‏ ‎Bey .‏ ا ‎a‏ ‎Neh 0‏ ل ‎nine NY‏ ‎NN Naa‏ \ 0 ‎E‏ » 3 كك ب ا ‎amg a‏ ا الها ا ل ا ‎Nah NN NE LL oR NN RN‏ ا 8 ا ‎NN THI A aaa NED Nn a NN‏ ‎Ne : 5 tt : x RN RRR x NR = any ao RR‏ ‎NN 1 : LL 3 a a AN 2 D‏ ‎NN LL a SL \‏ ‎EEE es‏ د ‎fh‏ ‎a a‏ ‎a NL . x LL‏ ‎Naan . . .‏
    ‎a. 5‏ ‎i“ ” MN RR AR A ND N D‏ ا لخآد ‎mE‏ ‏ااا 0 3-0-0 جعجمةمع ‏ -- 3 93 ‎oN‏ » ااا الاي ا اا ا © ‎a‏ ل ل د ا ا ا ا ال ‎ae‏ اد ‎al Na: ah N 8 3 Nan = RN RR‏ : ‎a‏ ا ال ا ‎a‏ ‎Al meee EE TE Ree‏ ا ا ‎a a‏ ا ا ا ا ا ا ا ا الا ا ا ‎RRR RE Ne et 88 = Ne RRR }‏ اا ‎a Sa‏ م - شكل ‎Vv‏ ‎EAVY‏
    _ Ad ¢ — SE ٍْ “oon i ® ‏ب‎ ‎١ 1 » § Py & 2 » FL - ‏سن‎ ‎: og : Ee ‏ويس‎ AT . Yoo, ‏ل‎ © Se 0 LS.
    BN Te YE CT TES ٍْ - TL 0 ‏قا‎ i 8 hd ‏"م"‎ Saal ‏ب‎ ‏ول‎ 8 ‏امس‎ ‎ٍْ ‏صا‎ ‎| Y . . 7... ¥, 0 * LINE WF NN. * «Ye «.% % YO NS ‏ع‎ 3 A ‏أ‎ LY
    اج اذ امش ا الت الا اا الما اش الا ا اللا تتشت 8 6 ¥ ا ا ‎¥o‏ لعا 3 عا عا ا د عل ا عا عد عا ألا ع علا م لامعا ع لاع ا عع مادا “8# ا ‎a‏ ‎yy‏ ص أ * ¥ رميو !ااالانال حضد اناا تكد ‎Ere Erg‏ ع م ‎Sy‏ اا ل اا 7" ‎ry‏ ‎TH‏ ملم ممه ‎ene‏ ممه & نج لت تقش تل تل لت لت الت لتقت ال شتت ات لمتشا ‎I EE‏ ادص ل ا 7 ‎JE SLE J She J‏ اا ‎I CLE A‏ ‎rod‏ ¥ ممست | ‎A‏ ‏ب ‎Is‏ 5
    مدة سريان هذه البراءة عشرون سنة من تاريخ إيداع الطلب وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها أو سقوطها لمخالفتها لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية صادرة عن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ؛ مكتب البراءات السعودي ص ب ‎TAT‏ الرياض 57؟؟١١‏ ¢ المملكة العربية السعودية بريد الكتروني: ‎patents @kacst.edu.sa‏
SA113340656A 2012-06-18 2013-06-18 أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها SA113340656B1 (ar)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261661035P 2012-06-18 2012-06-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SA113340656B1 true SA113340656B1 (ar) 2016-06-15

Family

ID=49767968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SA113340656A SA113340656B1 (ar) 2012-06-18 2013-06-18 أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9442375B2 (ar)
EP (1) EP2861525A4 (ar)
JP (1) JP6297544B2 (ar)
CN (1) CN104768868B (ar)
CA (1) CA2877244C (ar)
SA (1) SA113340656B1 (ar)
TW (1) TWI632430B (ar)
WO (1) WO2013188958A1 (ar)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10391530B2 (en) 2013-09-27 2019-08-27 The Regents Of The University Of California Liquid-repellent surfaces made of any materials
US9976039B1 (en) * 2013-10-04 2018-05-22 Hrl Laboratories, Llc Surface-structured coatings
US10508182B2 (en) 2014-07-25 2019-12-17 University Of Florida Research Foundation, Inc. Durable superhydrophobic surfaces
EP3178889A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-14 Lanxess Inc. Elastomeric coatings
US10487403B2 (en) * 2016-12-13 2019-11-26 Silcotek Corp Fluoro-containing thermal chemical vapor deposition process and article
CN109292730B (zh) * 2018-09-03 2020-07-24 山东科技大学 一种超滑表面的制备方法
CN110065925B (zh) * 2019-03-22 2021-10-22 中国科学院化学研究所 微纳材料自组装的方法和基板与应用
US11473010B2 (en) 2019-08-22 2022-10-18 Saudi Arabian Oil Company Nanoparticle coated proppants and methods of making and use thereof
CN111003685A (zh) * 2019-12-12 2020-04-14 无锡物联网创新中心有限公司 一种宽光谱极低透射结构及其制备工艺
CN113184802B (zh) * 2021-05-20 2023-10-03 西安交通大学 一种阶梯状环形超疏水槽的制备方法
TWI775589B (zh) * 2021-09-03 2022-08-21 國立臺灣科技大學 用於三維列印的樹脂槽底板

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4882245A (en) 1985-10-28 1989-11-21 International Business Machines Corporation Photoresist composition and printed circuit boards and packages made therewith
WO2009009185A2 (en) * 2007-05-09 2009-01-15 Massachusetts Institute Of Technology Tunable surfaces
US20100004373A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Jingxu Zhu Compositions and processes for producing durable hydrophobic and/or olephobic surfaces
WO2010022107A2 (en) * 2008-08-18 2010-02-25 The Regents Of The University Of California Nanostructured superhydrophobic, superoleophobic and/or superomniphobic coatings, methods for fabrication, and applications thereof
US20100304086A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Alain Robert Emile Carre Super non-wetting, anti-fingerprinting coatings for glass
CN102140218B (zh) * 2010-01-28 2013-07-24 中国科学院化学研究所 仿生结构的超疏油的水下自清洁的聚合物复合膜及其制法
WO2012064745A2 (en) * 2010-11-08 2012-05-18 University Of Florida Research Foundation, Inc. Articles having superhydrophobic and oleophobic surfaces
US9956743B2 (en) 2010-12-20 2018-05-01 The Regents Of The University Of California Superhydrophobic and superoleophobic nanosurfaces
WO2012118805A2 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 Research Foundation Of The City University Of New York Polymers having superhydrophobic surfaces
CN102311672B (zh) * 2011-09-16 2013-05-08 无锡市顺业科技有限公司 一种超疏水导电涂层及其加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2877244C (en) 2022-07-12
CA2877244A1 (en) 2013-12-27
US20150153642A1 (en) 2015-06-04
EP2861525A1 (en) 2015-04-22
TW201413384A (zh) 2014-04-01
WO2013188958A1 (en) 2013-12-27
CN104768868A (zh) 2015-07-08
EP2861525A4 (en) 2015-08-05
US9442375B2 (en) 2016-09-13
TWI632430B (zh) 2018-08-11
JP6297544B2 (ja) 2018-03-20
CN104768868B (zh) 2017-09-12
JP2015523227A (ja) 2015-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SA113340656B1 (ar) أسطح فائقة الكراهية للزيت وطرق تصنيعها
Li et al. Facile one-step photolithographic method for engineering hierarchically nano/microstructured transparent superamphiphobic surfaces
Drelich et al. Wetting characteristics of liquid drops at heterogeneous surfaces
US20110300345A1 (en) Surface Having Superhydrophobic Region And Superhydrophilic Region
KR100610257B1 (ko) 소수성 표면을 갖는 고분자 기재의 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 고분자 기재
Kothary et al. Superhydrophobic hierarchical arrays fabricated by a scalable colloidal lithography approach
ES2365188T3 (es) Recubrimiento de doble capa, su preparación y su uso para hacer a las superficies a las que se aplica ultra repelentes al agua y antirreflectantes.
EP1937757B1 (en) Method for the fabrication of high surface area ratio and high aspect ratio surfaces on substrates
WO2013036555A1 (en) Block copolymers and lithographic patterning using same
JP2008525856A (ja) プリズム再帰反射物品および方法
Fernández et al. Hierarchical surfaces for enhanced self-cleaning applications
US20090068596A1 (en) Negative-tone,Ultraviolet Photoresists for Fabricating High Aspect Ratio Microstructures
González-Henríquez et al. Fabrication of micro and sub-micrometer wrinkled hydrogel surfaces through thermal and photocrosslinking processes
KR102160791B1 (ko) 블록 공중합체 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
Chien et al. Dragonfly-wing-inspired inclined irregular conical structures for broadband omnidirectional antireflection coatings
EP3009264B1 (en) Method for manufacturing pattern-formed body
US20170371243A1 (en) Micron patterned silicone hard-coated polymer (shc-p) surfaces
KR20110106099A (ko) 발수유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 발수유리
WO2008114893A1 (en) Fabrication method of microlens arrays using uv-curable optical adhesive
Ge et al. Flexible subwavelength gratings fabricated by reversal soft UV nanoimprint
Shin et al. Nanoimprinting ultrasmall and high-aspect-ratio structures by using rubber-toughened UV cured epoxy resist
Yeo et al. Water Droplet Growth Behaviors of Micro/Nano-Patterned Anti-Fogging Polymer Films
KR101430982B1 (ko) 3차원 다공성 유·무기 복합 구조체, 및 그의 제조 방법
Gao Studies of the dimensional effects of pillar arrays on hydrophobicity and wettability improvement of aluminum surfaces
Chen et al. Oxygen inhibition induced hydrophilic-hydrophobic surface for self-assembled droplet microarrays