基于两亲性嵌段共聚物自组装制备有序功能纳米材料

【摘要】： 近年来,嵌段共聚物自组装结构的研究倍受人们关注,同时,利用自组装嵌段共聚物制备各种不同形态及有序结构的功能纳米材料和纳米结构材料也成为了目前研究的热点。然而,利用嵌段共聚物对纳米粒子的聚集结构的调控以及对制得的纳米粒子的进一步研究还比较少。本论文的主体思想是利用嵌段共聚物制备出纳米粒子,一方面对纳米粒子的聚集形貌进行调控,另一方面结合纳米粒子的特性拓展其应用。本论文开展了以下几个方面的工作: 1.对两亲性嵌段共聚物PS-b-P2VP和PCMA-b-P2VP在溶液中的自组装结构以及胶束薄膜的形貌进行了研究,为进一步制备纳米粒子提供了基础。 2.基于PS-b-P2VP,制备出了金属铼配合物的纳米颗粒和CdS纳米粒子,利用PS链段和P2VP链段对溶剂亲和性的差异,通过调节溶剂环境,实现了对纳米粒子聚集结构的调控。 3.分别利用PS-b-P2VP和PCMA-b-P2VP的胶束结构制备基底表面支持的Au、Ag纳米粒子阵列,并结合微接触印刷方法(μCP),实现对金属纳米粒子聚集体更大尺度(微米级)上的控制,制备出多尺度图案化的金属纳米粒子阵列。 4.为了进一步拓展制备出的规整结构纳米粒子的应用。我们利用嵌段共聚物胶束制备出氧化铁纳米粒子,并结合铁纳米粒子对碳纳米管生长的催化特性,实现了碳纳米管在催化剂基底上的可控生长,并结合其它一些处理手段,制备出了图案化的高定向性碳纳米管。