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，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(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)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(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、長徑比可調(diào)、高彈性模量和高強度、生物相容性好以及豐富的組裝行為等優(yōu)點在先進功能材料、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)化實驗過程獲得了單軸取向的CNC薄膜。同時研究了蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法和旋涂法對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的組裝行為可實現(xiàn)對聚合物基質(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光譜等手段對碳酸鈣的形貌和晶型進行分析。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)計對于碳酸鈣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)化實驗參數(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)和偏光拉曼光譜進行定量分析。簡而言之，可控組裝的發(fā)展對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