Superficies funcionales micro-nanoestructuradas obtenidas por combinación de litografía y segregación superficial

Resumen

Un gran número de las propiedades que presentan los materiales poliméricos dependen, casi en exclusiva, de su superficie. Para éstas, es independiente de cómo sea el interior del material y su aplicabilidad sólo se va a ver afectada por las capas más externas, las últimas micras superficiales. Por todo ello, el diseño y el control de estas superficies resulta hoy en día imprescindible para poder adaptar los materiales poliméricos a los requerimientos necesarios en determinadas aplicaciones. En esta Tesis se han desarrollado métodos alternativos que nos han permitido modificar la topografía de superficies poliméricas a la vez que se han generado superficies con grupos funcionales. Cada uno de los métodos optimizados o desarrollados es descrito en cada una de las secciones siguientes: SECCIÓN II: FOTOLITOGRAFÍA Y SUPERFICIES FUNCIONALES II.1. Fotolitografía a partir de monómeros y segregación superficial Se ha desarrollado una nueva estrategia para la fabricación de superficies funcionales microestructuradas por combinación simultánea de fotolitografía y segregación superficial. La metodología se basa en la irradiación con luz UV de mezclas fotosensibles que contienen monómero/s met/acrílicos comerciales, agentes entrecruzantes y un fotoiniciador; además de la incorporación de diferentes copolímeros fluorados sintetizados previamente por ATRP. Se consiguen así cambios en la mojabilidad de las películas obtenidas variando tanto la composición superficial como su microestructura. II.2. Fotolitografía a partir de películas de PS Se ha descrito un nuevo procedimiento para la obtención de superficies microestructuradas en películas de naturaleza estirénica basado en procesos fotolitográficos. Modulando las condiciones experimentales aplicadas a este tipo de materiales poliméricos se puede controlar la fotorespuesta de los filmes a la irradiación UV, principalmente procesos de fotoentrecruzamiento y fotodegradación, y generar estructuras con patrones definidos en su superficie. Este proceso es muy versátil y útil en la aplicación a otros sistemas poliméricos, que manteniendo la misma naturaleza poliestirénica poseen, además, distinta funcionalidad. En primer lugar gracias a superficies funcionalizadas con ácido glutámico, se consigue el anclaje de secuencias polipeptídicas a la misma, que quedan inmovilizadas sólo en posiciones específicas de la superficie. Además, con superficies funcionales con poliácido acrílico, se ha conseguido la adhesión selectiva de la bacteria Staphylococcus Aureus. sólo en determinadas zonas de la superficie y se llega a alcanzar tanto la alineación de las mismas como su aislamiento. SECCIÓN III: HOT EMBOSSING EN SUPERFICIES FUNCIONALES Se ha descrito un nuevo método para fabricar microestructuras funcionales aplicando la técnica de hot embossing en mezclas de PMMA que incluyen copolímeros de naturaleza metacrílica que además contienen unidades con distinta funcionalidad, hidrofóbicas ó hidrofílicas, sintetizados previamente por ATRP y que, por posterior segregación superficial, pueden migrar a la superficie aplicando diferentes condiciones medioambientales y modificando, así, sus propiedades finales, entre ellas la mojabilidad que depende tanto de la estructura como de la funcionalidad de la superficie generada. SECCIÓN IV: ARRUGAS Y SUPERFICIES FUNCIONALES Se presenta una nueva metodología para la creación de arrugas superficiales que permite la creación de superficies rugosas partiendo de disoluciones fotosensibles, formadas por mezclas de monónomero/s, entrecruzante, un fotoiniciador, y opcionalmente cargas sólidas, al ser irradiados con luz UV en un espacio confinado, mientras se aplica simultáneamente una temperatura constante al sistema. Los sistemas desarrollados incluyen disoluciones de monómeros de naturaleza tanto metacrílica, acrílica como estirénica y con grupos funcionales