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

Autor: Walter Fabian Schroeder, Nancy Maribel Cativa, M. Alejandra Ayude, Hernan Esteban Romeo, Cristina Elena Hoppe, Gustavo F. Arenas, Julieta Puig, Gustavo M. Morales, M. Soledad Alvarez Cerimedo, Fernando Trabadelo, Maximiliano Andres Zensich
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: CONICET Digital (CONICET)
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
instacron:CONICET
ISSN: 2058-9689
DOI: 10.1039/c8me00085a
Popis: 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
Databáze: OpenAIRE
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