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Superfici modello: Film sottili di Polietilentereftalato (PET) da materiale commerciale Trattamenti di irradiazione con: _ fasci di ioni Ar + 0.5 keV, 5 keV, 50 keV He + 25 keV Ga+ 15 keV regimi di fluenza da 10 14 a 10 16 ioni/cm 2 per ottenere densità di energia depositata media e spessori di film comparabili

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Superfici modello: Film sottili di Polietilentereftalato (PET) da materiale commerciale

Trattamenti di irradiazione con:_ fasci di ioni Ar+ 0.5 keV, 5 keV, 50 keVHe+ 25 keV Ga+ 15 keV

regimi di fluenza da 1014 a 1016 ioni/cm2

per ottenere densità di energia depositata media e spessori di film comparabili

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Analisi delle energie libere di superficie (SFE) di superfici diPET irradiate in varie condizioni

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Analisi della morfologia e rugosità su scala micro- e nanometrica

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Adsorbimento di RGD su PET

300 295 290 285 280

1

2

1

2545 540 535 530 525

Inte

nsity

(a.u

.)

B.E. (eV)

410 405 400 395

11

222

2

300 295 290 285 280 545 540 535 530 525 410 405 400 395

1= bare 1= bare substratessubstrates22= RGD= RGD--incubatedincubated samplessamples

C1sC1s O1sO1s N1sN1s

Unirradiated

50 keV Ar+-irrad.

0 20 40 60 80 100 120 140-100

-80

-60

-40

-20

0

Freq. Diss.

∆F [Hz]

Time (min)

0

1

2

3

4

5∆D

[x10-6]

untreateduntreated

50keVAr50keVAr++--irradiatedirradiated

H2O rinsing

-20 Hz

0.5 %

0.8 %

30.3 %69.2 %

13.0 %86.2 %

32.2 %67.8 %

82.8 % 17.2 %

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Adsorbimento di RGD su PET: analisi ToF-SIMSMasse caratteristiche della presenza di RGD:a. NH3; CH2N; CH4N; CH3N2;C2H6N

CH2N

mass / u27.92 27.98 28.04

4x10

0.20.40.60.81.0

Inte

nsity

C6H4

mass / u75.5 76.0 76.5 77.0

4x10

0.51.01.52.02.53.03.5

Inte

nsity

CH3N2

mass / u42.95 43.00 43.05

4x10

1.0

2.0

3.0

4.0

Inte

nsity

CH4N

mass / u29.95 30.00 30.05

3x10

0.5

1.0

1.5

2.0

Inte

nsity

CH4N2

C2H6N

mass / u43.95 44.00 44.05

3x10

1.0

2.0

3.0

4.0

Inte

nsity

OH

NH3

mass / u16.95 17.00 17.05

2x10

0.20.40.60.81.01.21.4

Inte

nsity

C7H4O

mass / u103.6 104.0 104.4

4x10

0.20.40.60.81.01.21.4

Inte

nsity

C8H5O3

mass / u148.6 149.0 149.4

3x10

0.5

1.0

1.5

2.0

Inte

nsity

Spectrum ParameterSample ParameterSample:

Comments: PET 0.5kV Ar+ RGD masked; ;

PET 0.5kV Ar+ RGD masked

PETAP_NT.dat

Origin:

File: PI dose:

Area / µm²:

0.00E+000

Polarity:

Time / s:

positive

251 TOF-SIMS IV

CH2N

mass / u27.92 27.98 28.04

4x10

0.5

1.0

1.5

2.0

Inte

nsity

C6H4

mass / u75.5 76.0 76.5 77.0

4x10

0.5

1.0

1.5

Inte

nsity

CH3N2

mass / u42.95 43.00 43.05

4x10

1.0

2.0

3.0

4.0

Inte

nsity

CH4N

mass / u29.95 30.00 30.05

4x10

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Inte

nsity

CH4N2 C2H6N

mass / u43.95 44.00 44.05

4x10

0.5

1.0

1.5

Inte

nsity

OH

NH3

mass / u16.95 17.00 17.05

3x10

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Inte

nsity

C7H4O

mass / u103.6 104.0 104.4

2x10

1.02.03.04.05.06.07.0

Inte

nsity

C8H5O3

mass / u148.6 149.0 149.4

3x10

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Inte

nsity

Spectrum ParameterSample ParameterSample:

Comments: PET+0.5keV Ar+RGD irradiated; ;

PET+0.5keV Ar+RGD irradiated

PETAP_T.dat

Origin:

File: PI dose:

Area / µm²:

0.00E+000

Polarity:

Time / s:

positive

221 TOF-SIMS IV

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Adsorbimento di proteine del siero (FBS)Untreated hydrophobic polymer

Irradiated -hydrophilic SiOxCy

Irradiated -moderately hydrophobic a-CHx

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Untreated hydrophobic polymer

Irradiated -hydrophilic SiOxCy

Irradiated -moderately hydrophobic a-CHx

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Adesione cellulare e battericaNormal Human Dermal Fibroblasts-Adult (NHDF) cells

48 hrs. incubation in culture medium (FGM-2)

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50 keV Ar+ irr. PETUntreated PET

100x 100xP. aeruginosa;

OD400=1 (3x107

CFU/ml); 120 min

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Water wettability and Surface Free Energy

untreated PET 50keV Ar+ irr. PET20

40

60

80

100

θH2O (°)

adv static rec

untreated PET 50keV Ar+ irr. PET0

10

20

30

40

50

60γ

(mJ/m2)

SE LW ACID BASE

γTOT = γ LW + 2 ·(γ ACID · γBASE)1/2

LW = Lifshitz - van der WaalsACID = Lewis acid or electron acceptorBASE = Lewis base or electron donor

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NanostrutturazioneNanostrutturazione con la tecnica CCACN (con la tecnica CCACN (Colloidal Colloidal crystal assisted capillary nanofabricationcrystal assisted capillary nanofabrication) combinata ) combinata

con irradiazione con fasci ionicicon irradiazione con fasci ionici

Confined 3D colloidal crystals:Capillary approach and two-substrate vertical deposition

The polished sides of the two wafers put in contact and placed vertically in a vial containing a solution of 1.0 wt.-% monodispersed crossed-linked microspheres→drying @ r.t.

The solution containing the desired species vertically put into contact with the edge of the two substrates containing the 3D colloidal template → wicked in the interstices of the colloidal crystals through capillary suction.

→ Drying @ r.t.→ Ultrasonic removal of the colloidal crystals

Yang et al., Adv. Mater.2003, 15, 1413

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3D Colloidal Crystals template

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Polymer solution infiltrated throughcapillary suction

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2D nanopores arrays

Depth0.8 ±0.2 nm

Diameter43 ± 5 nm