扫码添加微信，获取更多半导体相关资料
在本研究中，我们研究了特定浓度的(HF)氢氟酸作为蚀刻剂对铜绿底物表面形态和铜绿假单胞菌生物膜生长的影响。和金黄色葡萄球菌。我们发现，蚀刻表面的细菌数量有周期性的增加和减少。这一方面表明了生物膜的生长与细小膜的生长密切相关。
在我们的研究中，我们使用用于显微镜观察的钠石灰玻片作为生物膜附着的基质,虽然玻璃的实际成分有很大的变化，但二氧化硅（二氧化硅）被发现是交联形成四面体结构的主要成分,这种氧化物的存在使普通的微观玻片亲水，这从上面极低的接触角可以明显看出。如果玻璃浸泡在高频溶液中，这种亲水性可能会被破坏，因为高频与二氧化硅的反应形成疏水六氟硅酸盐和四氟化硅,在蚀刻产生的粗糙度与生物膜的形成以及由此形成的生物膜的稳定性之间也没有任何确定的相关性。
图1
当在光学显微镜下观察时，即在局部的微米尺度上，蚀刻的表面似乎并不粗糙，而是在表面上由不同大小的孔组成（图1）。值得注意的是，A(t)显示（图2）蚀刻时间增加，最小值为30秒，最大值为60秒，下一个最小值为90秒。控制数据以0s表示。数据点通过样条曲线连接起来作为视觉引导。
图2
此时，我们意识到蚀刻表面的“粗糙度”约为100nm,这导致我们使用分析仪，它可以测量如此大的高度波动,扫描结果在150μm×150μm区域内进行，高度分辨率为44nm，平均超过40个剖面,我们提取数据，通过对h(x，y)的分析，我们得到了细菌生物膜的平均高度()和均方根高度波动或粗糙度ρ,然后，我们从不同蚀刻时间t收集的数据中确定了ρ(t),我们在图3中展示了ρ(t)作为我们第一个问题的答案。
图3
从这个图中可以明显看出，随着t的增加，表面的粗糙度均匀地但非线性地增加，直到蚀刻60秒,这种非线性增长的总体趋势与以前的报告一致，尽管确切的关系取决于玻璃成分。然而，在60秒后，在75秒时，粗糙度突然下降,从105秒和120秒的数据中可以看出，蚀刻时间和粗糙度再次开始增加。这些数据点已经用样条曲线连接起来，以呈现出周期的性质。这种周期性与A(t)中的周期性非常吻合，以前从未报道过，很可能是没有进行如此长时间的系统研究,这也许解释了现有的关于蚀刻时间与粗糙度相关性的矛盾报道。
我们认为底物表面在氢氟酸的作用下周期性地粗糙和平滑,由于玻璃表面的局部不均匀性，蚀刻剂的作用导致了两种“粗糙化”,第一种是在纳米甚至亚纳米的高度尺度上，即它是高度的局部波动；另一种类型的粗糙度要大得多，并在10纳米甚至100纳米的尺度上产生孔洞。第一种粗糙度在顶部或孔内没有太大差异，对A或n没有影响。第二种粗糙度影响这些量。一个可能测量的粗糙度模型，我们用轮廓测量并指定为ρ，随着蚀刻时间的增加，孔洞的数量和尺寸也在增大，然而，一段时间后，这些孔的壁壁也被蚀刻掉，表面在一定程度上恢复了光滑度，随着进一步的蚀刻，孔重新出现，这个过程被重复。这就解释了ρ(t)的周期性，这些孔再次为测试细菌提供了防止剪切力作用的庇护所。此外，在孔的边缘，表面自由能很高，这进一步促进了细菌的定植。因此，我们观察到ρ(t)和N(t)之间的密切相关性，并解释了生物膜生长随蚀刻时间的周期性行为。
我们研究了特定浓度作为蚀刻剂的HF对底物表面形态和铜绿假单胞菌生物膜生长的影响和金黄色葡萄球菌，我们表明，通过一致的结果从各种技术如轮廓测量和光学显微镜，和菌落形成单位计数和扫描电子显微镜，分别(a)100纳米-250纳米规模的粗糙度和(b)细菌计数，蚀刻表面经历周期性的增加和减少，这一方面说明了生物膜生长与特定粗糙度尺度之间的密切相关，另一方面解释了蚀刻对基底粗糙度和生物膜生长的影响的矛盾结果。我们提出了一个简单的孔形成模型，孔膨胀和蚀刻孔壁形成一个新的，相对光滑的表面，加上细菌在孔边缘的优先积累，来解释这些周期性。