表界面化學(xué)反應(yīng)與材料的制備-雜化材料與自組裝(編輯修改稿)
2025-02-04 12:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，隨后進行聚合得到有機聚合物鏈； ? 無機粒子表面鏈接引發(fā)基團，該引發(fā)基團引發(fā)有機單體聚合 (graftfrom法 ） ； ? 無機粒子表面鏈接官能基團，通過官能基團與有機聚合物形成共價鍵 (graftto法 ） 為進一步加強無機粒子與聚合物“殼”層作用，可以對粒子表面進行改性，使其鏈接有機基團 無機粒子表面鏈接可聚合基團，隨后進行 聚合得到有機聚合物鏈 表面鏈接了反應(yīng)性基團的 籠型硅氧烷齊聚物polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) 反應(yīng)性的官能基團的生成 無機團簇或粒子先生成，然后交聯(lián)官能基團 無機團簇或粒子生成過程中，原位 (insitu)生成官能基團 官能基團的聚合反應(yīng)： 粒子表面僅有一個官能基團 線性聚合物 粒子表面有多個官能基團 交聯(lián)體系 溶膠涂于無機支撐體上得到的雜化膜表面和斷面形貌： 納米 Ti02粒子是一種穩(wěn)定的無毒紫外光吸收劑，對有機聚合物材料具有抗紫外輻射，防止高分子鏈降解的穩(wěn)定化作用。利用溶膠 凝膠技術(shù)可以將納米 Ti02均勻有效地分散在聚合物基體中 . (1) TiO2聚丙烯酸酯雜化復(fù)合材料 TICl4+油酸為表面活性劑 +甲基丙烯酸甲酯 Ti02甲基丙烯酸甲酯雜化材料。 具有明顯的抗紫外輻射特性，在長期的太陽光照曬中，材料的光澤度不變 。 （ 2） Ti02聚對苯乙炔雜化復(fù)合材料 聚對苯乙炔 (PPV)是高分子電致發(fā)光材料，發(fā)光效 I率低、亮度小、單色性差等不足，嚴重制約了它的實用化 . TiCl4醇溶液 +PPV的醇溶液 惰性環(huán)境高溫成膜 Ti02PPV納米雜化材料。 研究結(jié)果表明復(fù)合材料中存在凝膠 無機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遏制了 PPV的長程有序共軛結(jié)構(gòu)，使得 PPV的有效共軛結(jié)構(gòu)變短，復(fù)合材料的 熒光強度 增強。 TiO2雜化材料 Dendron Rodcoil分子及其與 ZnO形成雜化材料 雜化材料特點 ： (1)有機分子與無機分子間以化學(xué)鍵鍵合，具有良好的物化性能及光學(xué)性能，兼?zhèn)錈o機材料和有機材料的性質(zhì)； (2) 合成反應(yīng)處于液相分子狀態(tài)，所得材料結(jié)構(gòu)均勻，人們可按照預(yù)定性質(zhì)“定做”玻璃雜化材料； (3)有機改性玻璃是由無機物和有機物在原子或分子尺度上復(fù)合而成的，其中的無機網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)良的抗磨性能，而良好的塑性則歸之于其中的有機基團； (4) 影響材料的光學(xué)透明性，提高復(fù)合材料的硬度、抗磨性。 了解國內(nèi)外有關(guān)化學(xué)材料研究動態(tài)；增加知識面，開闊眼界 ；培養(yǎng)和提高良好科學(xué)素養(yǎng)，提高認識客觀規(guī)律和進行科學(xué)研究的能力 . Keywords: Aggregation。 anization。 selfaggregation。 self anization。 selfassembly 自組裝 ： 通過弱的和較小方向性的非共價鍵 ， 如氫鍵 、 范德華鍵和弱的離子鍵協(xié)同作用把原子 、 離子 、 分子或團族連接在一起構(gòu)筑成一個有序納米結(jié)構(gòu)或有序納米結(jié)構(gòu)的花樣 。 納米結(jié)構(gòu)的自組裝體系的形成有兩個重要的條件 : 有足夠數(shù)量的非共價鍵或氫鍵存在 ， 這是因為氫鍵和范德華力等非共價鍵 (2— 4kJ／ mol )很弱 ， 只有足夠量的弱鍵存在 ， 才能通過協(xié)同作用構(gòu)筑成穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu)體系 。 自組裝體系能量較低 ， 否則很難形成穩(wěn)定的自組裝體系 。分子自組裝指分子與分子在平衡條件下 ， 依賴分子間非共價鍵力自發(fā)地結(jié)合成穩(wěn)定的分子聚集體 (aggregate)的過程 。 近年來，分子自組織技術(shù)被許多科技工作者用來合成 納米結(jié)構(gòu)材料 。納米結(jié)構(gòu)主要可以歸納如下。 第一，納米棒， 第二，納米管 . 第三，單層膜 第四，多層膜 . 第五 復(fù)雜三維有序結(jié)構(gòu) (1)膠體晶體法自組裝有序納米結(jié)構(gòu) 膠體具有自組裝的特性 ， 而納米團簇又很容易在溶劑中分散形成膠體溶液 ， 因此 ， 將納米團簇組裝起來形成有規(guī)則的排列納米結(jié)構(gòu)材料 . 自組裝過程所需要的條件是： ① 硬球排斥； ② 統(tǒng)一的粒徑； ③ 粒子間的范德華力； ④ 體系逐漸的去穩(wěn)定 。 無機半導(dǎo)體納米粒子 ： SiO TiO GaN、 CdS等 有機納米粒子：聚苯乙烯球等 自組裝方法概述 ： 圖 膠態(tài)晶體法組裝得到的 CdSe量子點超晶格的高分辨 電鏡照片 (圖中量子點尺寸為 4． 8nm) (a)fcc排布的 (101)面的圖像及特征電子衍射圖； (b)fcc排布的 (100)面的圖像及特征電子衍射圖 Bawendi等人 , 將包敷 TOPO(三辛基氧膦 )和 TOP(三辛基膦 )的 CdSe納米團簇，在一定壓力和溫度下溶解于辛烷與辛醇的混合溶劑中，然后降低壓力使沸點較低的辛烷逐漸揮發(fā)，由于包敷 TOPO和 TOP的 CdSe納米團簇在辛醇中的溶解度較小就使得納米團簇的膠態(tài)晶體從溶液中“析出” , 經(jīng)高分辨電鏡分析，這樣組裝得到的超晶格其有序排列范圍可達數(shù)微米尺寸。 ?TEM images Au的自聚焦 Figure Characterization of thin planar opal templates assembled directly on a Si wafer from 855nm spheres. a, Crosssectional SEM image. Assembling a thin layer of colloidal spheres on a silicon substrate ?Natural assembly of silicon photonic bandgap crystals Figure SEM images of planar Si photonic crystals. Crosssectional SEM images are shown as a function of the thickness of the initial opal template for 2 (a), 4 (b), and 16 (c) layers. Figure 11 Characterization of thin planar opal templates assembled directly on a Si wafer from 855nm spheres. a, Crosssectional SEM image. b, Largescale optical photograph, looking down on the wafer. The opal is for
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