不均一でパターン化された表面でのコロイド粒子の堆積

不均一でパターン化された表面での粒子の不可逆的な吸着（堆積）に関連する理論的および実験的結果をレビューしました。3つの主要な堆積領域が区別されます。（i）準連続表面領域、（ii）ランダムサイト表面（RSS）レジーム、および（iii）パターン化された表面領域。RSSおよびパターン化された表面領域で得られた理論的結果は、特に粒子単層のトポロジー、ジャミング（最大）カバレッジ、さまざまな表面パターンにわたる平均粒子吸着型および粒子分布密度のトポロジーが提示されました。特別な注意は、長方形の表面の特徴（ストライプ）に焦点を合わせていました。これらの結果は、ランダムシーケンシャル吸着（RSA）アプローチを使用して得られました。その妥当性の範囲は、制限分析ソリューションを使用して評価されます。これらの理論的予測は、主に制御されたコロイド粒子または高分子電解質吸着によって作成されたランダムな部位表面に吸着する単分散ラテックス粒子のために得られた実験結果の解釈に使用されました。単層の構造は、サイトカバレッジの関数として吸着確率を分析し、さまざまな粒子とサイトサイズの比率の妨害カバレッジ制限を分析しました。最後に、円や長方形などの通常の形状の表面特徴について得られた最近の結果が議論されました。これらの実験データにより、不均一でパターン化された表面での粒子沈着を記述するためのRSAモデルの妥当性が確認されたと結論付けられました。また、モデルコロイドシステムで得られた理論的および実験結果は、不均一な表面でのタンパク質および高分子吸着を分析するための有用な参照状態として効果的に使用できると結論付けられました。

Theoretical and experimental results pertinent to irreversible adsorption (deposition) of particles at heterogeneous and patterned surfaces were reviewed. Three main deposition regimes are distinguished: (i) the quasi continuous surface regime, (ii) the random site surface (RSS) regime and (iii) the patterned surface regime. Theoretical results obtained for the RSS and the patterned surface regime were presented, in particular the topology of particle monolayers, the jamming (maximum) coverage, the averaged number of particles adsorbed and particle distribution density over various surface patterns. Special attention was focused on rectangular surface features (stripes). These results were obtained using the random sequential adsorption (RSA) approach, whose range of validity is assessed using the limiting analytical solutions. These theoretical predictions were used for interpretation of experimental results obtained mostly for monodisperse latex particles adsorbing on random site surfaces created by controlled colloid particle or polyelectrolyte adsorption. The structure of monolayers was analyzed adsorption probability as a function of site coverage and the jamming coverage limit for various particle to site size ratio. Finally, recent results were discussed, obtained for surface features of regular shape like circles and rectangles. It was concluded that these experimental data confirmed the validity of the RSA model for describing particle deposition at heterogeneous and patterned surfaces. It was also concluded that theoretical and experimental results obtained for model colloid systems can be effectively used as useful reference states for analyzing protein and macromolecule adsorption at heterogeneous surfaces.