Slow polymer diffusion on brush-patterned surfaces in aqueous solution
Source abstract
Abstract
A model system for the investigation of diffusional transport in compartmentalized nanosystems is described. Arrays of "corrals" enclosed within poly[oligo(ethylene glycol)methyl ether methacrylate] (POEGMA) "walls" were fabricated using double-exposure interferometric lithography to deprotect aminosilane films protected by a nitrophenyl group. In exposed regions, removal of the nitrophenyl group enabled attachment of an initiator for the atom-transfer radical polymerization of end-grafted POEGMA (brushes). Diffusion coefficients for poly(ethylene glycol) in these corrals were obtained by fluorescence correlation spectroscopy. Two modes of surface diffusion were observed: one which is similar to diffusion on the unpatterned surface and a very slow mode of surface diffusion that becomes increasingly important as confinement increases. Diffusion within the POEGMA brushes does not significantly contribute to the results.
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Research context
OpenAlex topics: Polymer Surface Interaction Studies · Force Microscopy Techniques and Applications · Electrostatics and Colloid Interactions
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Affiliations
Department of Physics and Astronomy
University of Sheffield
UK
Department of Chemistry
Funding
Engineering and Physical Sciences Research Council
References (73)
Show source-provided references
1. Mears · Macromol. Rapid Commun. · 2011 · 32 · 141110.1002/marc.201100076 ↗
2. Miller · Rep. Prog. Phys. · 2018 · 81 · 02460110.1088/1361-6633/aa8a02 ↗
3. Sukhishvili · Macromolecules · 2002 · 35 · 177610.1021/ma0113529 ↗
4. Wong · Macromolecules · 2011 · 44 · 307310.1021/ma1024939 ↗
5. Desai · J. Chem. Phys. · 2008 · 128 · 04490310.1063/1.2825293 ↗
6. Qian · Phys. Rev. Lett. · 2007 · 99 · 06830110.1103/PhysRevLett.99.068301 ↗
7. Burgos · ACS Nano · 2009 · 3 · 323510.1021/nn900991r ↗
8. Wang · ACS Nano · 2015 · 9 · 165610.1021/nn506376n ↗
9. Zhang · Macromolecules · 2018 · 51 · 631210.1021/acs.macromol.8b01193 ↗
10. Morrin · Macromolecules · 2018 · 51 · 120710.1021/acs.macromol.7b02453 ↗
11. Zhao · Macromolecules · 2007 · 40 · 124310.1021/ma062104l ↗
12. Horton · Soft Matter · 2010 · 6 · 264810.1039/b924149c ↗
13. Munguira · ACS Nano · 2016 · 10 · 258410.1021/acsnano.5b07595 ↗
14. Liu · Biophys. J. · 2017 · 112 · 192910.1016/j.bpj.2017.04.004 ↗
15. Schavemaker · eLife · 2017 · 6 · e3008410.7554/eLife.30084 ↗
16. Bianchi · Nat. Commun. · 2018 · 9 · 50110.1038/s41467-018-02864-2 ↗
17. Şener · Biophys. J. · 2010 · 99 · 6710.1016/j.bpj.2010.04.013 ↗
18. Şener · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2007 · 104 · 1572310.1073/pnas.0706861104 ↗
19. Kusumi · Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. · 2005 · 34 · 35110.1146/annurev.biophys.34.040204.144637 ↗
20. Murase · Biophys. J. · 2004 · 86 · 407510.1529/biophysj.103.035717 ↗
21. Iino · Biophys. J. · 2001 · 80 · 266710.1016/S0006-3495(01)76236-4 ↗
22. Fujiwara · J. Cell Biol. · 2002 · 157 · 107110.1083/jcb.200202050 ↗
23. Saffman · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 1975 · 72 · 311110.1073/pnas.72.8.3111 ↗
24. Hughes · J. Fluid Mech. · 1981 · 110 · 34910.1017/S0022112081000785 ↗
25. Sako · J. Cell Biol. · 1994 · 125 · 125110.1083/jcb.125.6.1251 ↗
26. Sako · J. Cell Biol. · 1998 · 140 · 122710.1083/jcb.140.5.1227 ↗
27. Tomishige · J. Cell Biol. · 1998 · 142 · 98910.1083/jcb.142.4.989 ↗
28. Chu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2015 · 7 · 1250510.1021/am5080248 ↗
29. Johnson · Chem. Sci. · 2017 · 8 · 451710.1039/C7SC00289K ↗
30. Madsen · Chem. Sci. · 2018 · 9 · 223810.1039/C7SC04424K ↗
31. Elson · Biopolymers · 1974 · 13 · 110.1002/bip.1974.360130102 ↗
32. Koynov · Curr. Opin. Colloid Interface Sci. · 2012 · 17 · 37710.1016/j.cocis.2012.09.003 ↗
33. Krichevsky · Rep. Prog. Phys. · 2002 · 65 · 25110.1088/0034-4885/65/2/203 ↗
34. Lellig · J. Chem. Phys. · 2004 · 121 · 702210.1063/1.1791631 ↗
35. Zettl · Macromolecules · 2009 · 42 · 953710.1021/ma901404g ↗
36. Schwille · Cell Biochem. Biophys. · 2001 · 34 · 38310.1385/CBB:34:3:383 ↗
37. Tian · Appl. Spectrosc. · 2010 · 65 · 115A10.1366/10-06224 ↗
38. Sukhishvili · Nature · 2000 · 406 · 14610.1038/35018166 ↗
39. Zhao · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 624210.1021/ja0493749 ↗
40. Sen · J. Chem. Phys. · 2003 · 119 · 987110.1063/1.1611477 ↗
41. Piskorz · J. Phys. Chem. B · 2014 · 118 · 490610.1021/jp502467u ↗
42. Novikov · Nat. Phys. · 2011 · 7 · 50810.1038/nphys1936 ↗
43. Kac · Am. Math. Mon. · 1966 · 73 · 110.1080/00029890.1966.11970915 ↗
44. Lenne · EMBO J. · 2006 · 25 · 324510.1038/sj.emboj.7601214 ↗
45. Wawrezinieck · Biophys. J. · 2005 · 89 · 402910.1529/biophysj.105.067959 ↗
46. Asuri · Small · 2007 · 3 · 5010.1002/smll.200600312 ↗
47. Kane · Langmuir · 2003 · 19 · 238810.1021/la020737x ↗
48. Wisniewski · Colloids Surf., B · 2000 · 18 · 19710.1016/S0927-7765(99)00148-4 ↗
49. Cunliffe · Appl. Environ. Microbiol. · 1999 · 65 · 499510.1128/AEM.65.11.4995-5002.1999 ↗
50. Hall · Rep. Prog. Phys. · 2018 · 81 · 03660110.1088/1361-6633/aa9e9c ↗
51. Hucknall · Adv. Mater. · 2009 · 21 · 244110.1002/adma.200900383 ↗
52. Roosjen · Langmuir · 2004 · 20 · 1094910.1021/la048469l ↗
53. Alang Ahmad · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 151310.1021/ja807612y ↗
54. Jones · Langmuir · 2002 · 18 · 126510.1021/la011365f ↗
55. Culbertson · Talanta · 2002 · 56 · 36510.1016/S0039-9140(01)00602-6 ↗
56. Gendron · J. Fluoresc. · 2008 · 18 · 109310.1007/s10895-008-0357-7 ↗
57. Erb · J. Phys. Chem. · 1968 · 72 · 241210.1021/j100853a023 ↗
58. Abdelsalam · Langmuir · 2005 · 21 · 175310.1021/la047468q ↗
59. Mottram · Beilstein J. Org. Chem. · 2012 · 8 · 215610.3762/bjoc.8.243 ↗
60. Weger · Langmuir · 2018 · 34 · 702110.1021/acs.langmuir.8b00660 ↗
61. Reznik · Acc. Chem. Res. · 2012 · 45 · 192710.1021/ar3001537 ↗
62. Åhlén · Biochem. Biophys. Res. Commun. · 2004 · 314 · 8910.1016/j.bbrc.2003.12.057 ↗
63. Axelrod · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 1976 · 73 · 459410.1073/pnas.73.12.4594 ↗
64. Dietrich · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2001 · 98 · 1064210.1073/pnas.191168698 ↗
65. Erb · Biochemistry · 1997 · 36 · 739510.1021/bi9702187 ↗
66. Golan · J. Cell Biol. · 1986 · 103 · 81910.1083/jcb.103.3.819 ↗
67. Kapitza · Biophys. J. · 1984 · 45 · 57710.1016/S0006-3495(84)84195-8 ↗
68. Sheets · Biochemistry · 1997 · 36 · 1244910.1021/bi9710939 ↗
69. Vaz · Biochemistry · 1982 · 21 · 560810.1021/bi00265a034 ↗
70. Vaz · Biochemistry · 1981 · 20 · 139210.1021/bi00508a055 ↗
71. Hegener · Biochemistry · 2004 · 43 · 619010.1021/bi035928t ↗
72. Nelson · Endocrinology · 1999 · 140 · 95010.1210/endo.140.2.6518 ↗
73. Roess · Endocrinology · 2000 · 141 · 451810.1210/endo.141.12.7802 ↗