聚合物接枝無機(jī)納米粒子在受限條件下的自組裝.pdf

1、無機(jī)納米粒子由于具有獨(dú)特的物化性質(zhì)，由其構(gòu)成的納米復(fù)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(lǐng)域有著重要的潛在應(yīng)用價值。納米復(fù)合材料的性能與應(yīng)用不僅取決于無機(jī)納米粒子與基體材料本身的化學(xué)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(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域有著極為重要的意義，是目前有序結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料研究領(lǐng)域中的重要研究方向。
　　本論文

2、以聚合物接枝無機(jī)納米粒子為主要研究對象，利用聚合物誘導(dǎo)自組裝技術(shù)、外場調(diào)控技術(shù)等方法，探討了聚合物接枝無機(jī)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(jī)理，論證了相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(jī)理，構(gòu)筑了多種具有特殊精細(xì)結(jié)構(gòu)的無機(jī)納米粒子組裝體，為有序結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備提供了實(shí)驗(yàn)與理論依據(jù)。
　　1)研究了外加電場誘導(dǎo)下聚合物接

3、枝金納米棒在納米孔道內(nèi)的組裝行為。在外電場誘導(dǎo)和受限效應(yīng)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(xì)結(jié)構(gòu)的一維有序組裝體。通過轉(zhuǎn)換外加電場方向、控制納米孔道尺寸以及調(diào)節(jié)聚合物配體分子量，實(shí)現(xiàn)了對金納米棒一維組裝體堆積方式的調(diào)控以及內(nèi)部金納米棒取向的轉(zhuǎn)變。闡明了受限效應(yīng)強(qiáng)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(jī)納米粒子的取向誘導(dǎo)作用機(jī)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(jī)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(guān)系，闡明了聚合物接枝無機(jī)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(jī)納米粒子二維單層膜的粒間距以及光學(xué)性質(zhì)的調(diào)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(qiáng)拉曼散射光譜（SERS）檢測方面的應(yīng)用。

5、>　　3)研究了聚合物接枝無機(jī)納米粒子在超分子“軟模板”受限空間內(nèi)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(dǎo)不同形狀的無機(jī)納米粒子進(jìn)行自組裝，構(gòu)筑了大面積、自支撐的二維、三維超晶格結(jié)構(gòu)；探討了聚合物配體分子量、納米粒子體積分?jǐn)?shù)等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對超晶格的結(jié)構(gòu)參數(shù)、機(jī)械性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)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(shí)了該體系二元超晶格結(jié)構(gòu)的組裝行為和堆積方式，與兩種納米