聚合物接枝無機納米粒子在受限條件下的自組裝.pdf

1、無機納米粒子由于具有獨特的物化性質，由其構成的納米復合材料在光電材料、微電子器件、生物傳感、分子識別等多個領域有著重要的潛在應用價值。納米復合材料的性能與應用不僅取決于無機納米粒子與基體材料本身的化學組成、尺寸大小、表觀形貌等參數(shù)，更依賴于納米粒子在材料中的空間排列方式、規(guī)整度、取向性等參數(shù)。因此，納米粒子的可控分級組裝在納米科技及復合材料應用領域有著極為重要的意義，是目前有序結構納米復合材料研究領域中的重要研究方向。
　　本論文

2、以聚合物接枝無機納米粒子為主要研究對象，利用聚合物誘導自組裝技術、外場調控技術等方法，探討了聚合物接枝無機納米粒子在不同受限條件下（如納米孔道、兩相界面等）的組裝行為及組裝機理，論證了相關實驗參數(shù)對納米粒子空間排列方式的作用與影響，闡明了聚合物配體在組裝過程中的作用以及有序組裝體的形成機理，構筑了多種具有特殊精細結構的無機納米粒子組裝體，為有序結構納米復合材料的設計與制備提供了實驗與理論依據。
　　1)研究了外加電場誘導下聚合物接

3、枝金納米棒在納米孔道內的組裝行為。在外電場誘導和受限效應的協(xié)同作用下，金納米棒自組裝形成了一系列具有特殊精細結構的一維有序組裝體。通過轉換外加電場方向、控制納米孔道尺寸以及調節(jié)聚合物配體分子量，實現(xiàn)了對金納米棒一維組裝體堆積方式的調控以及內部金納米棒取向的轉變。闡明了受限效應強度對金納米棒組裝行為及組裝體堆積方式的決定性影響，明確了外加電場對各向異性無機納米粒子的取向誘導作用機制。
　　2)探討了聚合物接枝金納米粒子在油/水界面處

4、的組裝行為，并通過油/水界面組裝法，成功地制備了大面積、自支撐、非緊密堆積的聚合物/無機納米粒子二維單層膜。系統(tǒng)地研究了納米粒子溶液的濃度與系統(tǒng)吉布斯自由能變化的關系，闡明了聚合物接枝無機納米粒子的類表面活性劑作用，并研究了溶液的濃度變化對二維單層膜形貌的影響；探討了聚合物配體分子量對無機納米粒子二維單層膜的粒間距以及光學性質的調控規(guī)律，并探索了二維單層膜在Janus納米粒子的制備和表面增強拉曼散射光譜（SERS）檢測方面的應用。

5、>　　3)研究了聚合物接枝無機納米粒子在超分子“軟模板”受限空間內的自組裝行為，闡明了超分子“軟模板”作用對組裝過程的影響規(guī)律，并利用超分子“軟模板”作用來誘導不同形狀的無機納米粒子進行自組裝，構筑了大面積、自支撐的二維、三維超晶格結構；探討了聚合物配體分子量、納米粒子體積分數(shù)等實驗參數(shù)對超晶格的結構參數(shù)、機械性質和光學性質的影響。此外，系統(tǒng)研究了聚合物配體體系的二元超晶格組裝，證實了該體系二元超晶格結構的組裝行為和堆積方式，與兩種納米