| 两亲分子自组装行为及纳米结构化表面的制备 | |
| 刘盈 | |
| Subtype | 博士 |
| Thesis Advisor | 郝京诚 ; 周峰 |
| 2011-05-24 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 两亲分子 离子液体 嵌段聚合物 自组装 纳米结构化 Amphiphilic Molecule Ionic Liquid Block Polymer Self-assembly Nanostructural |
| Abstract | 自组装是指构筑基元在没有人为介入的条件下自发形成有序结构材料的过程。论文综述了两亲性分子的自组装研究进展，研究了两亲性小分子（离子液体）和两亲性聚合物（聚苯乙烯-b-聚氧化乙烯）的自组装行为，表征了自聚集体溶液性质和组装薄膜结构；并以聚合物自组装结构为模板进行了纳米结构化表面的制备，主要研究内容如下： 1. 分别以烷基咪唑、氯丙酸及溴代烷烃为原料，合成了具有羧基官能团和具有不同碳链长度的两类两亲性离子液体（[CnPcIm][Cl]及[CmCnIm][Br]），对它们的结构和性质进行了表征，并考察了它们在水和离子液体硝基乙胺(EAN)中的自聚集行为。结果表明，[CnPcIm][Cl]类离子液体的表面活性随疏水烷基链长度的增长而增强；[CmCnIm][Br]较[CnPcIm][Cl]系列离子液体表现出更优异的表面活性，在溶液中更易发生自聚集，其中，以[C12OIm][Br]的表面活性最高，在较低浓度时即可使水和硝基乙胺的表面张力分别降低46 mN/m 和20 mN/m。 2. 在硅基底上组装了高度有序的两亲性嵌段聚合物聚苯乙烯-b-聚氧化乙烯(PEO-b-PS) 薄膜，其中，PEO 嵌段形成孔径约为20 nm 的圆柱成六角阵列镶嵌在PS形成的矩阵中，并以此为模板对硅片进行了液相及气相刻蚀，同时分别进行了无模板存在时的对比刻蚀实验，证明了PEO 嵌段作为通道在刻蚀过程中的模板作用，其中，以自制琼脂糖印章作为刻蚀液载体的接触刻蚀条件下效果最佳，在硅基底上得到了与PEO 嵌段类似的刻蚀形貌。讨论了刻蚀机理，考察了刻蚀时间对刻蚀形貌的影响。 3. 制备了单分散的纳米金溶胶，研究了金纳米晶通过PEO-b-PS 自组装薄膜的PEO 相扩散至胺基化硅基底表面进行的组装行为，在硅基底上制备了纳米结构化的金纳米粒子图案；利用PDMS 印章在纳米金表面图案化生长“引发剂-自组装分子” 层，完成表面图案化聚合。 4. 研究了多巴胺在不同基底表面自组装形成单分子膜，获得氨基官能团化修饰的基底。通过控制pH、在无氧条件下成功地将多巴胺单分子膜组装在不同基底表面，包括硅片、金电极、云母等，考察了多巴胺单分子膜的表面形貌、组成及组装时间对表面形貌和组成的影响。对此多巴胺单分子层进行了两方面的拓展应用，包括生长微米图案化的亲和素及组装二茂铁多巴胺衍生物的单分子层。将PEO-b-PS 嵌段聚合物模板与多巴胺单分子膜结合，在硅基底上成功得到了具备微纳米结合图案的链霉亲和素。结果表明：微米级图案的实现依靠PDMS 印章，纳米级图案的实现则是聚合物模板的直接原因。多巴胺分子作为一种对多种基底具有良好适应性且另一端基为活性胺基的偶联剂，成功地发挥了桥接作用。 |
| Subject Area | 表面自组装 |
| Funding Project | 材料表面与界面行为研究组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1706 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘盈. 两亲分子自组装行为及纳米结构化表面的制备[D]. 中国科学院研究生院,2011. |
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| 201121刘盈.pdf（7565KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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