胶体微球在气—液界面自组装的研究

【摘要】：胶体晶体在最近20年左右里引起了大家的浓厚兴趣,成为另一个异常活跃的研究领域,它可以广泛的应用于光电材料和工程、生物医药、大孔材料等科学领域。最近几年来国内外关于胶体微球的制备方法有很多,常用的方法一般有重力沉降法、离心沉降法、垂直沉积法、电泳沉积法、物理强制法、汽-液界面法等。 本文首先采用乳液聚合法制备了胶体晶体的基本结构单元——聚苯乙烯(PS)微球,并通过调整乳化剂、引发剂、缓冲剂、单体苯乙烯(St)的质量浓度以及温度等条件来控制PS微球的粒径和相对标准偏差。制备了圆度高、粒径分布窄(平均标准偏差5%),平均粒径范围在100~1000nm的单分散PS微球。 在此基础上,以乙醇和蒸馏水的混合液作为分散介质,用实验室制备的PS微球在此分散介质的气-液界面处进行漂浮自组装,通过改变分散介质中乙醇和水的比例,PS微球的初始质量浓度百分比,组装温度等条件来考察得到一元胶体晶体的质量,并讨论了分散介质中乙醇的存在对胶体晶体自组装的影响。 然后使用二氧化硅(SiO_2)微球和实验室制备的PS微球在蒸馏水的气-液界面处组装二元胶体晶体,并且通过改变胶体微球的粒径比、浓度比、组装温度等条件考察所制备的二元胶体晶体的花样。最后初步讨论了气-液界面法制备二元胶体晶体的组装机理。