嵌段共聚物-Janus納米粒子的自組裝及圖案化.pdf

1、嵌段共聚物的自組裝特性及其在納米材料制備中的應(yīng)用是近年來高分子納米研究的熱點之一。嵌段共聚物為控制納米粒子在空間的分布提供了良好的平臺。Janus粒子具有獨特的性質(zhì)，它們可以通過自組裝構(gòu)建新的結(jié)構(gòu)，為制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的功能材料帶來希望。目前，許多方法用來大量的制備各種形態(tài)的Janus粒子，但對Janus粒子本身的相關(guān)研究還比較少。本論文主要研究了嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚二乙烯吡啶(PS-P2VP)與無機(jī)兩面粒子Au-Fe3O4和球形Fe3

2、O4在溶液和薄膜中的自組裝進(jìn)行了初步的探討，并利用嵌段共聚物為模板制備了金和氧化鐵復(fù)合納米粒子排列。
　　 (1)合成出粒徑為14±2nm的Au-Fe3O4Janus粒子和粒徑為10±1nm的球形Fe3O4納米粒子，該類粒子表面上接枝有油酸、油胺。采用11-巰基十一烷酸(MUA)替換納米粒子的表面上的油酸、油胺。使用嵌段共聚物PS-P2VP與MUA修飾后的納米粒子在甲苯和四氫呋喃中自組裝，研究了納米粒子和嵌段共聚物在溶液中相互影

3、響。當(dāng)Fe3O4與PS-P2VP的質(zhì)量比達(dá)到1.25％時，嵌段共聚物和MUA修飾后的四氧化三鐵會自組裝成為無機(jī)-有機(jī)Janus聚集體。
　　 (2)利用嵌段共聚物PS-P2VP與MUA修飾的Au-Fe3O4進(jìn)行自組裝制備復(fù)合薄膜。復(fù)合薄膜在溫度為150℃條件下退火不同時間，發(fā)現(xiàn)修飾后的Au-Fe3O4粒子會優(yōu)先聚集在嵌段共聚物PS-P2VP中的P2VP嵌段形成的微區(qū)中。在退火相同的時間后，P2VP微相分離結(jié)構(gòu)會隨著納米粒子含量的

4、增加發(fā)生改變。結(jié)果表明納米粒子含量相同時，退火時間對微相結(jié)構(gòu)的形態(tài)至關(guān)重要；當(dāng)退火時間相同時，Au-Fe3O4兩面粒子與普通的Fe3O4納米粒子相比，兩面粒子對嵌段共聚物微相結(jié)構(gòu)的形態(tài)影響更大。
　　 (3)采用具有兩親性嵌段共聚物PS-P2VP與無機(jī)納米粒子和HAuCl4·xH2O在選擇性溶劑甲苯中自組裝，得到以P2VP/HAuCl4/FeCl3為核，PS為殼的球形膠束。采用了兩種方法來分別制備Au/FeOx復(fù)合納米粒子。通過