journal article·2012-01-17

Metastable Patterning of Plasma Nanocomposite Films by Incorporating Cellulose Nanowhiskers

P. Samyn, M.-P. Laborie, A. P. Mathew, A. Airoudj, H. Haidara, V. Roucoules

Langmuir· Volume 28· Issue 2
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Abstract

A new method is presented for developing patterned, thin nanocomposite films by introducing cellulose nanowhiskers during the pulsed plasma polymerization of maleic anhydride. Metastable film structures develop as a combination of dewetting and buckling phenomena. By controlling the maleic anhydride monomer to cellulose nanowhisker weight ratio, the whiskers can be incorporated into a homogeneously covering patterned polymer film. Excess nanowhiskers are required to prevent complete dewetting and deposit dimensionally stable films. The formation of anchoring points is assumed to stabilize the film through a "pinning" effect to the substrate. The latter control the in-plane film stresses, similar to the effects of surface inhomogeneities such as artificial scratches. The different morphologies are evaluated by optical microscopy, AFM, contact angle measurements, and ellipsometry. Further analysis by infrared spectroscopy and XPS suggests esterification between the maleic anhydride and cellulose moieties.
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Research context

OpenAlex topics: Surface Modification and Superhydrophobicity · Fluid Dynamics and Thin Films · Copper Interconnects and Reliability

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Affiliations

Institute for Forest Utilization and Works Science, Freiburg University, Werthmannstrasse 6, 79085 Freiburg, Germany

Department of Applied Physics and Mechanical Engineering, Division of Manufacturing and Design of Wood and Bionanocomposites, Lulea University of Technology, SE-97187 Lulea, Sweden

Institut de Science des Matériaux de Mulhouse 15, Université de Haute-Alsace, Rue Jean Starcky BP2488, 68057 Mulhouse Cedex, France

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