PEG-based cross-linked films with aligned channels: Combining cryogenic processing and photopolymerization for the design of micro-patterned oriented platforms

Autores
Cativa, Nancy Maribel; Álvarez Cerimedo, María Soledad; Puig, Julieta; Arenas, Gustavo F.; Trabadelo, Fernando Antonio; Ayude, María Alejandra; Zensich, Maximiliano Andres; Morales, Gustavo Marcelo; Schroeder, Walter Fabian; Romeo, Hernan Esteban; Hoppe, Cristina Elena
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Poly(ethylene glycol)-based cross-linked films with aligned micrometric channels were obtained by applying ice-templating processing and cryo-photopolymerization to aqueous solutions containing a methacrylate monomer and a visible light photo-initiator system. Aqueous solutions containing poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEG-dma), camphorquinone (CQ) and ethyl-4-dimethyl aminobenzoate (EDMAB) were cast between glass slides and unidirectionally frozen (horizontally) by imposing a temperature gradient along the ends of the sample holder, keeping one of the sample ends at sub-zero temperature and the other one at room temperature. Immediately after freezing, samples were cryo-photopolymerized and air-dried for obtaining patterned films with micrometric channels aligned in the freezing direction. Crosslinking enabled producing polymer films with high mechanical and chemical stability that did not dissolve or collapse by contact with solvents, allowing efficient flow of solutions along their oriented micro-structure. Due to the high anisotropy of the topography, flow was clearly unidirectional, as determined from microscopic observation of the liquid front movement after drop seeding, an effect absent in non-patterned films prepared from the same precursors but under isotropic freezing conditions. Aqueous solutions perfused the films forming a unidirectional front that advanced very fast along the freezing direction whereas hydrophobic solutions limited their flow to well-defined channels. Addition of nanostructures to the initial aqueous formulations allowed easy transferring of photothermal response to the aligned porous platforms. Through this strategy, remote localized heating of the films was attained by using a laser beam, which could be used to enhance the potentiality of these materials as chemical micro-reactors, responsive scaffolds and/or advanced microfluidic platforms.
Fil: Cativa, Nancy Maribel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Álvarez Cerimedo, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Puig, Julieta. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina
Fil: Arenas, Gustavo F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Trabadelo, Fernando Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Ayude, María Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Zensich, Maximiliano Andres. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Morales, Gustavo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina
Fil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Romeo, Hernan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Fil: Hoppe, Cristina Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina
Materia
Materiales compuestos
Óxido de grafeno
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Aqueous solutions containing poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEG-dma), camphorquinone (CQ) and ethyl-4-dimethyl aminobenzoate (EDMAB) were cast between glass slides and unidirectionally frozen (horizontally) by imposing a temperature gradient along the ends of the sample holder, keeping one of the sample ends at sub-zero temperature and the other one at room temperature. Immediately after freezing, samples were cryo-photopolymerized and air-dried for obtaining patterned films with micrometric channels aligned in the freezing direction. Crosslinking enabled producing polymer films with high mechanical and chemical stability that did not dissolve or collapse by contact with solvents, allowing efficient flow of solutions along their oriented micro-structure. 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