模擬生物礦化法合成新穎碳酸鹽納米線及其圖案化生長(zhǎng)研究.pdf

1、本論文進(jìn)一步豐富和發(fā)展了模擬生物礦化合成無機(jī)仿生材料的方法，研究了合成類自然生物仿生材料的新思路和聚合物誘導(dǎo)的液態(tài)前驅(qū)物過程。合成了一系列結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特的納米線及其圖案化生長(zhǎng)陣列。利用聚合物添加劑和襯底的協(xié)同作用，在溫和反應(yīng)條件下，通過改變實(shí)驗(yàn)條件獲得了多種新奇形貌的納米線及其陣列結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果歸納如下： 1.借助微接觸印刷技術(shù)、聚合物誘導(dǎo)的液態(tài)前驅(qū)物結(jié)晶過程(PILP)和溶液-前驅(qū)物-固體(SPS)生長(zhǎng)過程，制備了圖案化生長(zhǎng)的方

2、解石相CaCO3納米線陣列。襯底上的有機(jī)分子“框架”，使得礦化前驅(qū)物可以選擇性沉積，并在襯底上形成礦物質(zhì)薄膜。結(jié)晶后的礦物質(zhì)膜可以很好的保持其原有的形貌及其陣列結(jié)構(gòu)，利用其作為二次生長(zhǎng)的模板，生長(zhǎng)出方解石相CaCO3納米線及其陣列。該納米線的微結(jié)構(gòu)揭示了其“亞晶”生長(zhǎng)過程。該模擬生物礦化合成方法可以被用來生長(zhǎng)其它無機(jī)晶體材料及其陣列。 2.在聚合物及有機(jī)染料復(fù)合添加劑溶液中，合成了具有高長(zhǎng)徑比的BaCO3復(fù)合物納米線。通過研究發(fā)

3、現(xiàn)，該復(fù)合物納米線隨著礦化時(shí)間不同，可以在不同尺度進(jìn)行有效的自組裝。染料分子的引入，使納米線具備了光致發(fā)光的性質(zhì)，它們以J-聚體的形式存在于納米空間內(nèi)，形成周期性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。我們通過對(duì)生長(zhǎng)襯底的選擇性修飾，合成了該復(fù)合物納米線的圖案化生長(zhǎng)陣列。在紫外光照射下，圖案化陣列顯示微區(qū)發(fā)光特性。 3.采用磷酸化的嵌段共聚物作為晶體生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)劑，在BaCO3礦物質(zhì)膜上成功的合成了雙螺旋及柱體螺旋納米線。實(shí)驗(yàn)中探索了合成該螺旋形納米線的適宜