制備有序納米纖維素薄膜及其在雜化材料可控制備中的應(yīng)用.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：棲冉琴z口

2、『6年圬月2O日摘要摘要纖維素納米晶體(CNC)是一種新興的一維納米材料，由于具有密度低、長(zhǎng)徑比可調(diào)、高彈性模量和高強(qiáng)度、生物相容性好以及豐富的組裝行為等優(yōu)點(diǎn)在先進(jìn)功能材料、光電子器件、醫(yī)療設(shè)備等重要領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。其性能與組裝行為，尤其是宏觀尺度上的組裝結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。CNC的單軸取向組裝體可實(shí)現(xiàn)基于溶液法的功能化薄膜材料的低成本制各。然而，迄今為止，很少研究者能夠提供可靠的方案獲得宏觀尺度有序的密堆積CNC組裝體，從而限制了CNC基

3、的組裝體在眾多功能材料和器件中的廣泛應(yīng)用。因此，本文研究首次利用一種簡(jiǎn)單通用的垂直提拉法用于制備宏觀尺度的單軸取向CNC薄膜。系統(tǒng)研究了三個(gè)參數(shù)包括提拉速率、CNC分散液的濃度以及添加劑，來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程獲得了單軸取向的CNC薄膜。同時(shí)研究了蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法和旋涂法對(duì)CNC其它組裝行為的影響。采用POM和AFM來表征組裝體從向列相到單軸取向跨尺度的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并通過分析AFM圖中CNC粒子數(shù)的角度分布來定量計(jì)算CNC薄膜的向列取向度。成功獲

4、得宏觀尺度有序的CNC單軸取向薄膜之后，我們繼續(xù)考慮了其在兩個(gè)方面的應(yīng)用：誘導(dǎo)高分子有序結(jié)晶和后續(xù)的仿生礦化及與其它一維材料的共組裝。一，利用上述所得的單軸取向CNC薄膜作為模板誘導(dǎo)結(jié)晶高分子——聚己內(nèi)醣(PCL)外延生長(zhǎng)得到高度取向的PCUCNC復(fù)合薄膜。有意思的是，通過控制CNC的組裝行為可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物基質(zhì)的取向可調(diào)。之后，將這種薄膜作為碳酸鈣礦化的聚合物基質(zhì)，通過多步礦化過程獲得了3D取向的片層狀方解石晶體，利用SEM、POM、X

5、RD以及Raman光譜等手段對(duì)碳酸鈣的形貌和晶型進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)牡V化條件下，高度取向聚合物基質(zhì)的設(shè)計(jì)對(duì)于碳酸鈣3D取向結(jié)晶具有重要的模板作用。二，基于上述成功制備單軸取向CNC薄膜的組裝方式，我們將CNC與SWNTs通過共組裝方式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)后得到了密堆積的取向排列最佳的SWNTs薄膜樣品并采用多種顯微技術(shù)和偏光拉曼光譜進(jìn)行定量分析。簡(jiǎn)而言之，可控組裝的發(fā)展對(duì)于制備具有不同組裝行為的CNC薄膜可以協(xié)助功能lD納米材料的組裝