自组装单层

Front-side Texturing of Crystalline Silicon Solar Cell by Micro-contact PrintingCrystalline silicon solar cell;Micro-contact printing;Self assembled monolayer;Inverted pyramid;Texturing;We give a textured front on silicon wafer for high-efficiency solar cells by using micro contact printing method which uses PDMS (polydimethylsiloxane) silicon rubber as a stamp and SAM (self assembled monolayer)s as an ink.

摘要\n摩擦是MEMS / NEMS能效性能的一个重要限制，但同时也是通过设计优化的摩擦电纳米发生器( TENG )来获取能量的一个巨大机会。因此，通过在MEMS表面接枝n-十八烷基三氯硅烷( OTS )的热敏周期性图案自组装膜，可以实时精确地控制摩擦行为。纳米图案目前用于限制磨损率而不改变摩擦行为。在本工作中，用显示梯形轮廓的聚二甲基硅氧烷( PDMS )印章，用微接触印刷( μ CP \\文档类[ 12pt ] {极小} \\使用包装{ amsmath } \\使用包装{ isysym } \\使用包装{ amsfonts } \\使用包装{ amssymb } \\使用包装{ amsbsy } \\使用包装{ Mathrsfs } \\使用包装{ upgreek } \\设置长度{奇边} { -69pt \\开始{文档} $$\\upmu \\hbox {CP}$$ \\结束{文档} )来创建图案。因此，通过在软PDMS印章上施加控制的法向载荷，可以连续地改变图案周期性，然后从不连续到伪连续进行优化。利用单安培和多安培纳米摩擦仪对这些纳米图案进行了多尺度摩擦学研究。侧向力显微镜( LFM )提供了各花纹组分的个体摩擦行为，而多安培纳米摩擦学仪则给出了花纹随温度变化而产生的摩擦行为。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种生物相容性的合成聚合物，因其低毒性和可调谐的表面性能而被应用于各种应用。然而，PDMS没有任何与细胞结合的化学暗示。等离子体处理、蛋白质涂层或各种分子的表面修饰已用于改善其表面特性。然而，这些技术要么持续很短的时间，要么有非常复杂的实验过程。本研究通过制备亲水性和疏水性氨基酸共轭自组装单层( SAMs )，在细胞-基底界面增强相互作用，成功地实现了PDMS的简单一步表面修饰。采用核磁共振氢谱( 1H NMR )对组氨酸和亮氨酸共轭体系( 3 -氨丙基) -三乙氧基硅烷( His-APTES和Leu-APTES )的合成进行了确证，并通过X射线光电子能谱( XPS )分析和水接触角( WCA )测定，研究了SAMs修饰PDMS的最佳条件。结果表明，两种SAM均能增强细胞的体外行为。此外，亲水性的His-APTES修饰为碱性磷酸酶活性较高的成骨细胞成熟和矿化提供了优越的环境。由于这些SAMs的组氨酸、亮氨酸和官能团自然存在于生物体系中，因此用它们修饰PDMS增加了其细胞-基底表面的仿生性能。本研究建立了用于体外细胞研究的PDMS成功修饰方法，为微流控、细胞治疗或药物研究等领域的潜在应用提供了一种仿生简便的方法。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种生物相容性的合成聚合物，因其低毒性和可调谐的表面性质而被应用于各种应用。然而，PDMS没有任何与细胞结合的化学线索。等离子体处理、蛋白质涂层或各种分子的表面改性被用来改善其表面特性。尽管如此，这些技术要么持续时间非常有限，要么实验过程非常复杂。本研究通过制备亲水疏水性氨基酸共轭自组装单层( SAMs )，在细胞-基底界面增强相互作用，成功实现了PDMS的简单、一步表面改性。利用核磁共振氢谱( 1H NMR )确定了组氨酸和亮氨酸共轭( 3 -氨丙基) -三乙氧基硅烷( His-APTES和Leu - APTES )的合成方法，并通过X射线光电子能谱( XPS )分析和水接触角( WCA )测定研究了SAMs修饰PDMS的最佳条件。结果表明，两种SAMs均能增强细胞的体外行为。此外，亲水性His-APTES修饰为成骨细胞成熟提供了优越的环境，具有较高的碱性磷酸酶活性和矿化作用。由于这些SAMs的组氨酸、亮氨酸和官能团自然存在于生物体系中，用它们修饰PDMS增加了其细胞-基底表面的仿生性能。本研究建立了一种成功的PDMS修饰方法用于体外细胞研究，为微流控、细胞治疗或药物研究等领域的潜在应用提供了一种仿生、简便的程序。

本研究采用阳离子( 11 -巯基十一烷基) -N，N，N-三甲基溴化铵( MUTAB )自组装单层膜( SAM )作为高功函数( WF ) Ag电极表面修饰层，以提高摩擦电纳米发电机( TENG )的性能和稳定性。MUTAB的硫醇头基可与Ag表面形成共价键，而带正电荷的铵基可诱导良好的表面偶极矩降低Ag层的WF，使Ag电极向聚二甲基硅氧烷( PDMS )介质层的电荷转移。该策略与基于溶液处理的Ag纳米颗粒层的大面积柔性TENG高度兼容，其开路电压( Voc )为1008 V，短路电流( Isc )为124.9 µ A，功率密度为39.4 W m-2。利用柔性TENG的高输出特性，可以实现328个发光二极管的瞬时点亮。更令人鼓舞的是，由此产生的TENG也具有良好的稳定性，经过30万次的连续测试，保持了原来Voc的约96 %。本研究结果突出了SAM表面改性对高效、长期稳定的TENG的重要性，可促进智能自发电系统的发展。

最近的传染病爆发，如COVID-19和埃博拉，都强调需要迅速和准确的诊断，以开始治疗和遏制传播。成功的诊断策略关键取决于生物取样和及时分析的效率。然而，目前的诊断技术是侵入性/侵入性的，通过需要专门的设备和训练有素的人员而呈现严重的瓶颈。此外，集中测试设施的可及性较差，旅行的需求可能增加疾病传播。自我管理的点对点( PoC )微针诊断设备可以为这些问题提供可行的解决方案。这些微型针阵列可以以微创的方式检测皮肤内/外的生物标志物，提供(近)实时诊断。很少有专门用于传染病诊断的微针装置被开发出来，尽管类似的技术在其他领域建立得很好，并且普遍适用于传染病诊断。其中包括用于生物流体萃取的微针、微针传感器和捕获分析物的微针，或它们的组合。可以从血液和真皮间质液中进行分析取样/检测。这些技术在传染病诊断方面正处于发展的初期，还有广阔的发展空间。本文就这些微针技术在传染病诊断中的效用及未来展望作一综述。

以心肌肌钙蛋白I ( cardiac troponin I，Troponin I )为例，提出了一种电化学阻抗谱( EIS )微流控芯片作为生物传感器用于蛋白质的无标记检测。这里介绍的微流控阻抗生物传感器芯片由作为基板的显微镜载玻片、溅射电极和聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道组成。除了分析物特异性结合相应抗体和减少非特异性蛋白吸附以防止假阳性信号外，还考虑了可能的电荷通过传感层传递，制定了电极功能化协议。金电极上自组装单层( SAMs )所测试的试剂包括巯基化碳氢化合物和巯基化寡核苷酸，其中基于后者的SAMs表现出更好的性能。用碳二亚胺化学将相应抗体共价偶联在SAM上。取样和测量只用了几分钟。人血清白蛋白( HSA )样品1000ng / mL的应用导致阻抗变化微乎其微，而肌钙蛋白I样品1ng / mL的应用导致奈奎斯特图发生明显变化。该结果有望应用新开发的微流控阻抗生物传感器芯片特异性检测临床相关浓度的生物标志物，如心脏标志物。

以心肌肌钙蛋白I ( cardiac troponin I，Troponin I )为例，提出了一种电化学阻抗谱( EIS )微流控芯片作为生物传感器用于蛋白质的无标记检测。这里介绍的微流控阻抗生物传感器芯片由作为基板的显微镜载玻片、溅射电极和聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道组成。除了分析物特异性结合相应抗体和减少非特异性蛋白吸附以防止假阳性信号外，还考虑了可能的电荷通过传感层传递，制定了电极功能化协议。金电极上自组装单层( SAMs )所测试的试剂包括巯基化碳氢化合物和巯基化寡核苷酸，其中基于后者的SAMs表现出更好的性能。用碳二亚胺化学将相应抗体共价偶联在SAM上。取样和测量只用了几分钟。人血清白蛋白( HSA )样品1000ng / mL的应用导致阻抗变化微乎其微，而肌钙蛋白I样品1ng / mL的应用导致奈奎斯特图发生明显变化。该结果有望应用新开发的微流控阻抗生物传感器芯片特异性检测临床相关浓度的生物标志物，如心脏标志物。