ポリドパミンのレーザー誘導グラフィット化は、多機能性を維持しながら、機械性能の向上につながります

ポリドパミン（PDA）は、さまざまな用途のために提案されているシンプルで多用途のコンフォーマルコーティング材料です。しかし、実際には、そのパフォーマンスは、しばしば貧弱な機械的特性と高い粗さによって妨げられています。ここでは、ブルーダイオードレーザーアニーリングが機械的性能を劇的に改善し、PDAコーティングの粗さを低下させることを示します。レーザーアニングPDA（LAPDA）は、生意気なPDAよりも100倍以上のスクラッチ耐性があり、アニーリング中のPDAサブユニット間の部分的なグラフィット化と共有結合に起因する硬い無機基質よりも優れていることが示されました。さらに、レーザーアニーリングはこれらの利点を提供し、同じポリマーで修飾されたPDAと比較して、アンチフォーリングポリマーグラフトLAPDAの優れたバイオフーリング抵抗によって示されるように、PDAの他の魅力的な特性を保存します。私たちの研究は、レーザーアニーリングが、PDAの特徴的な機能的汎用性を犠牲にすることなく、以前はアクセスできないと考えられていた機械的に要求の厳しいアプリケーションでPDAを使用することを可能にする可能性があることを示唆しています。

Polydopamine (PDA) is a simple and versatile conformal coating material that has been proposed for a variety of uses; however in practice its performance is often hindered by poor mechanical properties and high roughness. Here, we show that blue-diode laser annealing dramatically improves mechanical performance and reduces roughness of PDA coatings. Laser-annealed PDA (LAPDA) was shown to be >100-fold more scratch resistant than pristine PDA and even better than hard inorganic substrates, which we attribute to partial graphitization and covalent coupling between PDA subunits during annealing. Moreover, laser annealing provides these benefits while preserving other attractive properties of PDA, as demonstrated by the superior biofouling resistance of antifouling polymer-grafted LAPDA compared to PDA modified with the same polymer. Our work suggests that laser annealing may allow the use of PDA in mechanically demanding applications previously considered inaccessible, without sacrificing the functional versatility that is so characteristic of PDA.