Three-dimensional inverse design of nanopatterns with block copolymers and homopolymers
Source abstract
Abstract
We propose a facile inverse design strategy to generate three-dimensional (3D) nanopatterns by using either block copolymers or a binary homopolymer blend via dissipative particle dynamics simulations. We find that the composition window of block copolymers to form a specific 3D morphology can be expanded when the self-assembly of block copolymers is directed by templates. We also find that a binary homopolymer blend can serve as a better candidate in the inverse templating design, since they have similar performances on recovering the target pattern, with much lower cost. This strategy is proved efficient for fabricating templates with desired topographical configuration, and the inverse design idea sheds lights on better control and design of materials with complex nanopatterns.
Source: openalex_inverted_index · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Block Copolymer Self-Assembly · Advanced Polymer Synthesis and Characterization · Nanofabrication and Lithography Techniques
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Institute of Theoretical Chemistry
State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials
Jilin University
Changchun 130021, China
Eduard-Zintl-Institut für Anorganische und Physikalische Chemie
State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry
Changchun Institute of Applied Chemistry
Chinese Academy of Sciences
Changchun 130022, China
References (59)
Show source-provided references
1. Luo · Macromolecules · 2013 · 46 · 756710.1021/ma401112y ↗
2. Koo · Soft Matter · 2013 · 9 · 905910.1039/c3sm51083b ↗
3. Son · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 63410.1002/adma.201002999 ↗
4. Mickiewicz · Macromolecules · 2010 · 43 · 829010.1021/ma101360f ↗
5. Stoykovich · Macromolecules · 2010 · 43 · 233410.1021/ma902494v ↗
6. Ji · ACS Nano · 2010 · 4 · 59910.1021/nn901342j ↗
7. Park · Macromolecules · 2007 · 40 · 508410.1021/ma0702344 ↗
8. Ruiz · Science · 2008 · 321 · 93610.1126/science.1157626 ↗
9. Galatsis · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 76910.1002/adma.200901689 ↗
10. Cheng · Adv. Mater. · 2003 · 15 · 159910.1002/adma.200305244 ↗
11. Segalman · Adv. Mater. · 2001 · 13 · 115210.1002/1521-4095(200108)13:15<1152::AID-ADMA1152>3.0.CO;2-5 ↗
12. Dong · Sci. China: Chem. · 2015 · 58 · 151510.1007/s11426-015-5373-2 ↗
13. Niu · Sci. China: Chem. · 2014 · 57 · 173810.1007/s11426-014-5159-y ↗
14. Yan · ACS Nano · 2010 · 4 · 91310.1021/nn901739v ↗
15. Tavakkoli K. G. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 424910.1002/adma.201104895 ↗
16. Tavakkoli K. G. · Science · 2012 · 336 · 129410.1126/science.1218437 ↗
17. Chang · ACS Nano · 2012 · 6 · 207110.1021/nn203767s ↗
18. Yang · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 25610.1038/nnano.2010.30 ↗
19. Zhang · ACS Macro Lett. · 2014 · 3 · 71210.1021/mz5003257 ↗
20. He · J. Chem. Phys. · 2015 · 142 · 10191210.1063/1.4907532 ↗
21. Chang · Nat. Commun. · 2014 · 5 · 330510.1038/ncomms4305 ↗
22. Stoykovich · ACS Nano · 2007 · 1 · 16810.1021/nn700164p ↗
23. Black · IEEE Trans. Nanotechnol. · 2004 · 3 · 41210.1109/TNANO.2004.834160 ↗
24. Khaira · ACS Macro Lett. · 2014 · 3 · 74710.1021/mz5002349 ↗
25. Yi · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 310710.1002/adma.201200265 ↗
26. Cheng · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 315510.1002/adma.200800826 ↗
27. Xiao · Macromol. Theory Simul. · 2011 · 20 · 12410.1002/mats.201000064 ↗
28. Tang · Soft Matter · 2010 · 6 · 446010.1039/c0sm00238k ↗
29. Chen · Macromolecules · 2013 · 46 · 92210.1021/ma301203a ↗
30. Hannon · ACS Macro Lett. · 2013 · 2 · 25110.1021/mz400038b ↗
31. Hannon · Nano Lett. · 2014 · 14 · 31810.1021/nl404067s ↗
32. Ho · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 927010.1021/ja2035317 ↗
33. Li · Polymer · 2013 · 54 · 625310.1016/j.polymer.2013.09.022 ↗
34. Groot · J. Chem. Phys. · 1997 · 107 · 442310.1063/1.474784 ↗
35. Espanõl · Europhys. Lett. · 1995 · 30 · 19110.1209/0295-5075/30/4/001 ↗
36. Groot · J. Chem. Phys. · 1998 · 108 · 871310.1063/1.476300 ↗
37. M. P. Allen and D. J.Tildesley , Computer Simulation of Liquids , Clarendon , Oxford, UK , 1987
38. Qian · Phys. Rev. Lett. · 2007 · 99 · 06830110.1103/PhysRevLett.99.068301 ↗
39. Zhu · J. Comput. Chem. · 2013 · 34 · 219710.1002/jcc.23365 ↗
40. Liu · Macromolecules · 2009 · 42 · 286310.1021/ma802817r ↗
41. Bockstaller · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 527610.1021/ja034523t ↗
42. Park · Polymer · 2003 · 44 · 672510.1016/j.polymer.2003.08.011 ↗
43. Im · Chem. Mater. · 2003 · 15 · 179710.1021/cm021793m ↗
44. Dziomkina · Adv. Mater. · 2005 · 17 · 23710.1002/adma.200400830 ↗
45. Mihi · Adv. Mater. · 2006 · 18 · 224410.1002/adma.200600555 ↗
46. Blaaderen · Nature · 1997 · 385 · 32110.1038/385321a0 ↗
47. Cheng · Nature · 1999 · 401 · 89310.1038/46721 ↗
48. Singh · Nanotechnology · 2011 · 22 · 22560110.1088/0957-4484/22/22/225601 ↗
49. Matsen · J. Chem. Phys. · 1997 · 106 · 243610.1063/1.473153 ↗
50. Matsen · Phys. Rev. Lett. · 1994 · 72 · 266010.1103/PhysRevLett.72.2660 ↗
51. Ryan · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2001 · 3 · 296110.1039/b102784k ↗
52. Chai · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2010 · 107 · 2020210.1073/pnas.1014892107 ↗
53. Yager · Soft Matter · 2009 · 5 · 62210.1039/B813970A ↗
54. Yager · Soft Matter · 2015 · 11 · 515410.1039/C5SM00896D ↗
55. M. Rubinstein and R. H.Colby , Polymer Physics , Oxford, UK , 200310.1093/oso/9780198520597.001.0001 ↗
56. Böltau · Nature · 1998 · 391 · 87710.1038/36075 ↗
57. Cui · Polym. Bull. · 2005 · 55 · 13110.1007/s00289-005-0404-3 ↗
58. Raczkowska · Macromolecules · 2007 · 40 · 212010.1021/ma062614f ↗
59. Léopoldès · Nat. Mater. · 2006 · 5 · 95710.1038/nmat1787 ↗