分子组装体、分子组装体用于提供抗粘附表面的用途以及将分子组装体施加到固体表面的方法技术

披露了一种分子组装体，所述分子组装体用于提供抗粘附表面的用途，以及将所述分子组装体施加到固体表面的方法。本发明专利技术涉及一种具有两亲分子(2)的结构形成的分子组装体(1)，其特征在于，所述两亲分子(2)选自含有两亲分子(2)的组，这些两亲分子：a)具有疏水部分，其分子量大于亲水部分，b)可溶于极性非质子溶剂，并且在不存在极性非质子溶剂的情况下从溶液中形成自组织层结构，以及c)在形成的层结构(3)中、特别是在界面层处、优选在水性环境中进行分子取向，其中所述形成的层结构(3)中的两亲分子(2)与水性环境接触。本发明专利技术还涉及一种用分子组装体(1)涂覆固体表面(5)的方法，其中将两亲分子(2)溶解在极性非质子溶剂中并且将如此产生的溶液通过旋涂施加到固体表面(5)。生的溶液通过旋涂施加到固体表面(5)。生的溶液通过旋涂施加到固体表面(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分子组装体、分子组装体用于提供抗粘附表面的用途以及将分子组装体施加到固体表面的方法
[0001]本专利技术涉及一种具有结构形成的两亲分子的分子组装体，并且涉及该分子组装体用于提供抗粘附表面涂层的用途。本专利技术还涉及用该分子组装体涂覆固体表面的方法。
[0002]从植物界和动物界已知影响表面粘附性的各种机制。这些机制包括例如莲花效应，其已经成功转移到技术应用中。虽然已经广泛研究了定义自然界中的界面现象的分子和结构特性，但迄今为止还不可能完全解释控制粘附性的物理机制。当前研究的主题包括例如弹尾虫(Collembola)的抗粘附表皮，其具有带有悬垂截面轮廓的蜂窝状结构。发现弹尾虫表皮的富含脂质的包膜含有脂肪族烃，特别是类固醇、脂肪酸和蜡酯。虽然可以假设蜡酯促进了表皮的抗润湿特性，但无法解释组分如类固醇和脂肪酸的作用。然而，据推测，特别是不同分子的物理特性是造成粘附和抗粘附效果的原因。
[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于物理化学过程的利用两亲分子的抗粘附特性的可能方法。
[0004]该目的通过根据权利要求1所述的具有一些特征的分子组装体和根据权利要求11所述的方法来实现。在从属权利要求中详细说明了进展。
[0005]本专利技术的本质在于所选择的两亲分子的分子组装体，这些两亲分子呈层状结构并且经受自发的重新取向过程并且因此当与水性环境接触时形成粘附的熵屏障。
[0006]提出了具有两亲性分子结构形成的分子组装体，其特征在于，这些两亲分子选自含有两亲分子的组，这些两亲分子
[0007]a)具有疏水部分，其分子量大于亲水部分，
[0008]b)可溶于极性非质子溶剂，并且在不存在极性非质子溶剂的情况下从溶液中形成自组织层结构，以及
[0009]c)根据环境(优选地是水性环境)的极性，在所形成的层结构中、特别是在界面层中进行分子取向，
[0010]其中所形成的结构中的两亲分子与水性环境接触。
[0011]界面层应理解为意指分子组装体的层结构的与水性环境接触的层。界面层的表面形成界面。
[0012]在本专利技术的含义内，与水性环境接触意指根据本专利技术的分子组装体的所形成的结构的一侧被水完全润湿。润湿侧形成界面。
[0013]对于根据本专利技术的分子组装体，考虑具有根据a)、b)和c)的特征的两亲分子。
[0014]根据本专利技术的分子组装体基于所选择的两亲分子通过自组织形成层结构的能力。因此，分子组装体优选是两亲分子的层结构，其中两亲分子垂直于界面取向。该由一个或多个层构成的层结构也可以称为组合体。
[0015]已发现，在分子层或分子界面层结构中所选择的两亲分子的分子组装体的形成，引起与水性环境接触时相应界面层结构的分子界面层中的两亲分子的两亲性诱导的自发重新取向过程，这导致对水性环境中存在的蛋白质和微生物、特别是细菌的抗粘附效果。
[0016]引起分子组装体的抗粘附特性的单个分子的自发重新取向过程基于单个两亲分
子自生取向的倾向。
[0017]两亲分子的选择可以优选地包括其中疏水部分占两亲分子的分子量的至少95％、优选大于95％的两亲分子。这尤其适用于胆固醇分子。
[0018]在所讨论的类型的两亲分子中也发现了分子组装体内自发重新取向过程的期望效果，这些两亲分子的分子量在300g/mol至2000g/mol的范围内、优选在300g/mol至413g/mol的范围内。优选地，根据本专利技术的分子组装体可以具有分子量在300g/mol双413g/mol范围内的两亲分子。具有分子量大于2000g/mol的所讨论类型的两亲分子的分子组装体是可想到的。因此，特别是合成产生的两亲分子可以具有较高的分子量，即大于2000g/mol的分子量，并且满足a)、b)和c)的要求。
[0019]根据本专利技术的分子组装体还可以具有这样的两亲分子，这些两亲分子在层结构的所形成的界面层内的分子取向基于环境的极性，使得环境极性的变化引起所形成的层结构的界面层的分子取向的变化。
[0020]根据本专利技术的分子组装体的一个实施例，两亲分子可以是多环醇、特别是甾醇。
[0021]还可以规定，分子组装体具有质量百分比为至少1重量％(以下缩写为wt％)、优选至少10wt％的胆固醇分子和/或脱氢胆固醇分子。即，所选择的两亲分子的至少1wt％、优选至少10wt％可以是胆固醇分子和/或脱氢胆固醇分子。胆固醇分子和/或脱氢胆固醇分子的比例对与水性环境接触时呈界面层结构形式的分子组装体的抗粘附效果具有积极影响。
[0022]根据本专利技术的分子组装体的另外的实施例，可以规定，两亲分子为豆甾醇、胆钙化醇和/或视黄醇。已发现，分子组装体中的豆甾醇分子、胆钙化醇分子和视黄醇分子在与水性环境接触时相对较快地重新取向并且几乎没有任何自发的重新取向过程，这与分子组装体的抗粘附特性的恶化有关。然而，抗粘附效果显著优于类似的非两亲分子的分子组装体。如果使用豆甾醇分子、胆钙化醇分子和视黄醇分子，则因此如果另外使用至少1wt％、优选至少10wt％胆固醇分子和/或脱氢胆固醇分子来提供分子组装体是有利的。
[0023]此外，胆固醇分子、脱氢胆固醇分子、豆甾醇分子、胆钙化醇分子和视黄醇分子可以用作两亲分子以形成分子组装体。可以使用不同比率的胆固醇分子、脱氢胆固醇分子、豆甾醇分子、胆钙化醇分子和视黄醇分子。
[0024]假设胆固醇分子形成三斜晶体，这导致分子组装体的相应层中相对“松散”的排列。这有利于层中分子的流动性。与此相反，作为弹尾虫表皮成分的硬脂酸和棕榈酸分子形成单斜晶体并在紧密堆积的层中积累，其结果是当周围介质的极性变化时，可能的两亲性诱导的分子自发重新取向过程被阻止。
[0025]根据本专利技术的分子组装体具有以下另外的特性：
[0026]周围/接触介质的极性的变化导致相应组合体(层结构)的分子界面层中两亲分子的两亲性诱导的重新取向。这种重新取向可以通过动态接触角测量宏观地检测，或者通过基于原子力显微镜的力谱法微观地检测。在与水性溶液接触时，分子组装体的相应组合体的分子界面层中的两亲分子的自发重新取向过程形成了熵诱导的抗粘附特性的基础，该特性可以通过空间分辨和时间分辨的基于原子力显微镜的力谱法来检测。
[0027]根据本专利技术的分子组装体可以在结构上设计成多层胆固醇分子的形式。这样的胆固醇多层在动态接触角测量期间展现出非常独特的行为。在动态接触角测量中，将水滴施加到受检的分子组装体并观察水滴的形状。然后将水滴再次吸起，并在此过程中再次观察
水滴的形状。以不同的施加时间重复此程序。对于呈胆固醇多层结构中的分子组装体，在施加时水滴的形状表明中等疏水的界面。如果水滴在施加后立即被再次吸起，其形状保持不变，则再次表明分子组装体界面的疏水特性。例如，在20秒的更长的施加时间下，出现了不同的画面。水滴塌陷，这表明分子组装体的界面非常亲水。对于胆固醇类似物的分子组装体观察到了类似的行为。
[0028]因此，根据本专利技术的分子组装体可以具有不同比例的两亲分子、特别是具有特性a)、b)和c)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有两亲分子(2)的结构形成的分子组装体(1)，其特征在于，所述两亲分子(2)选自含有两亲分子(2)的组，这些两亲分子a)具有疏水部分，其分子量大于亲水部分，b)可溶于极性非质子溶剂，并且在不存在所述极性非质子溶剂的情况下从溶液中形成自组织层结构，以及c)在形成的层结构(3)中、特别是在界面层、优选在水性环境中进行分子取向，其中所述形成的层结构(3)中的两亲分子(2)与水性环境接触。2.根据权利要求1所述的分子组装体(1)，其特征在于，所述疏水部分占所述两亲分子(2)的分子量的至少95％、优选大于95％。3.根据权利要求1或2中任一项所述的分子组装体(1)，其特征在于，所述两亲分子(2)具有在300g/mol至2000g/mol范围内、优选在300g/mol至413g/mol范围内的分子量。4.根据前述权利要求之一所述的分子组装体(1)，其特征在于，使用两亲分子(2)，所述两亲分子在所述层结构(3)的所形成的界面层内的分子取向基于环境的极性，使得所述环境极性的变化引起所述层结构(3)的界面层的分子取向的变化。5.根据前述权利要求之一所述的分子组...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯，
申请(专利权)人：德累斯顿协会莱布尼茨聚合物研究所，
类型：发明
国别省市：