电活性分子L-B膜修饰CdSe薄膜电极的光电化学研究

用电活性分子——硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰了薄膜CdSe电极,在单色光650nm光照下用循环伏安法研究修饰的薄膜电极的光电化学性能。研究结果指出经多层L-B膜修饰后,薄膜CdSe电极的,I-V性能和光稳定性都有明显改善。用界面能级关系讨论了硬脂酸二茂铁酯L-B膜在光照的CdSe薄膜/Fe(CN)₆^4-溶液界面起传递电荷的中介作用,加速了界面的电荷转移。     

静电自组装铁电超薄膜及其性能研究

利用静电自组装方法在石英玻璃表面交替沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和聚偏氟乙烯(PVDF)超薄膜,制得PDDA/PVDF铁电复合超薄膜.通过石英晶体微天平实时监测超薄膜的沉积,研究了超薄膜的表面形貌、结构及电性能.结果表明,自组装每层PVDF超薄膜的厚度为7.5 nm;PDDA/PVDF铁电复合超薄膜的表面平整、均匀,其中C1s的光电子能谱与极化处理后充负电荷的PVDF铁电聚合物一致,但F1s由于溶解再组装过程而降低了0.3 eV;静电自组装材料纳米级的薄膜厚度和聚合物的络合作用导致了铁电复合超薄膜的非晶结构和高的表面电阻率.     

聚酰亚胺基导热绝缘复合薄膜的研究进展

聚酰亚胺(PI)薄膜作为综合性能最优异的聚合物材料之一,已经被广泛应用于各类微电子器件。随着电子元器件的功率密度急剧增加,热积累问题已经成为制约其发展的瓶颈。具有高导热性能的PI绝缘薄膜材料被认为是解决上述热积累问题的有效方法之一。由于PI薄膜的本征导热性能较差,近年来,国内外研究学者在提高PI薄膜导热性能方面做了大量工作。本文从阐述热量在PI薄膜中的传输机理出发,概述了近年来导热PI绝缘薄膜的研究进展与发展现状,重点讨论了绝缘导热型填料、导电导热型填料以及三维导热骨架等增强PI绝缘复合薄膜导热性能的策略,最后对PI基导热绝缘复合薄膜研究进展和未来可能的发展趋势进行了总结和展望。     

软光刻技术制备液晶显示用定向层

以偶氮聚合物光致表面起伏光栅为模板,制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性印章,再以可溶性聚酰亚胺(PI)为“墨水”,在石英玻璃上压印出具有规则起伏结构的PI薄膜.由此制备的PI薄膜显示出很好的使液晶分子定向排列的效果.此方法成本低、效率高,是一种实用的液晶定向层薄膜制备方法.     

笼形低聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺杂化薄膜的合成、热性能及低温力学性能研究（英文）

通过掺杂不同质量分数的八缩水甘油醚基笼形低聚倍半硅氧烷(G-POSS),以溶胶凝胶法制备得到一种新型聚酰亚胺(PI)杂化薄膜.通过红外反射光谱(DRIFT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)表征了其结构与薄膜断面形貌,以热重(TG)和机械性能分析研究了薄膜的耐热性与常温和低温(77K)下的力学性能.结果表明,在掺杂量低于5%时,该杂化薄膜耐热性保持稳定,同时在常温和低温下都表现出优于纯PI膜的拉伸强度,其中在G-POSS掺杂量为3%时,杂化薄膜的拉伸强度为239.38MPa(77K),比纯PI膜提升了17%.这是由于在低温条件下,聚合物分子链被冻结,G-POSS粒子与PI基底间的排列更加紧密,同时界面作用力更大.     

含硫杂环桥联的高折射率聚酰亚胺的合成与性能

合成了两种含硫杂环桥联的芳香族二胺单体,2,5-双(4-氨基苯硫基)噻吩(APST)以及2,5-双(4-氨基苯硫基)-1,3,4-噻二唑(BATT).分别采用这两种二胺单体与含硫二酐单体4,4′-双(3,4-二羧基苯硫基)二苯硫醚二酐(3SDEA)通过两步聚合法制备了两种聚酰亚胺(PI),PI-1(3SDEA-APST)与PI-2(3SDEA-BATT).系统研究了含硫杂环对PI耐热性能以及光学性能的影响.研究结果表明,与苯环相比,含硫杂环的引入在一定程度上降低了PI薄膜在可见光区(400～700nm)的光学透明性以及耐热稳定性.PI-1与PI-2薄膜的起始热分解温度(T5%)分别为418℃与466℃.PI薄膜在450nm处的透光率低于50%.但是含硫杂环的引入可以显著提高PI薄膜的折射率.PI-1与PI-2的折射率分别为1.7527和1.7490.两种材料的双折射均小于0.01.     

高储能密度聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜的制备与性能

利用零维纳米粒子与二维纳米片在聚合物基体中的协同分散,构筑纳米粒子/二维纳米片/聚酰亚胺(PI)三元复合体系,系统研究了零维-二维组合纳米填料对复合材料介电常数、击穿强度、储能密度以及机械性能的影响.结果表明:采用氟碳表面活性剂插层修饰可以将水滑石剥离为水滑石二维纳米片(HT),在此纳米片溶液中分散钛酸钡纳米粒子(BT),并进行聚酰亚胺的原位聚合.在聚合物溶液形成薄膜的过程中,二维纳米片和纳米粒子的协同作用抑制了各自的团聚,改善了2种纳米填料在聚合物薄膜中的分散状况.在所制备的PI/BT/HT复合薄膜中,HT有利于改善BT在PI基体中的均匀分散,提高了薄膜的击穿强度,进而提升了复合薄膜的储能密度.与仅加入20%BT相比,在聚酰亚胺中同时加入2种填料20%BT和1%HT时,击穿强度达到354.4 kV/mm,储能密度达到2.58 J/cm3,分别提高了12.4%和14.6%.因此,在纳米粒子/聚合物复合材料中增加少量二维纳米片就可以显著改善其性能,这种方法有望在更多纳米复合功能材料领域得到应用.     

聚氧乙烯超薄膜中构象变化的红外光谱研究

近年来 ,有关聚合物薄膜的研究受到了广泛关注 .低维数高分子超薄膜的各种行为由于涉及到高分子运动的动力学、热力学本质而逐渐成为高分子科学研究中的一大热点 .实验结果表明[1～ 3] ,几何受限条件和基板对于聚合物薄膜结晶的形态及性能都会产生显著影响 .广角 X射线衍射实验和自由表面的掠入射 X射线实验 [4 ]表明 ,有些在本体中呈现液晶有序的聚酰亚胺在靠近基板附近变得更加有序 .Despotopoulou等 [5] 对聚二正己基硅烷在超薄膜中构象扰动的观察发现 ,当膜厚小于 2 0 0 nm时 ,聚二正己基硅烷的侧链变得无序 ,傅里叶变换红外光谱测试…     

分子沉积聚合物膜的制备及其摩擦学性能研究

以聚对磺酸钠苯乙烯(PSS)为聚阴离子、聚烯丙基氯化氨(PAH)为聚阳离子交替沉积制备了多层聚合物纳米复合膜,用热分析仪考察了这两种体相聚合物的热稳定性,采用紫外-可见光谱仪、椭圆偏振光测厚仪、接触角测量仪等分析了复合膜的性能,用DF-PM型动静摩擦系数精密测定装置考察了其摩擦学性能.结果发现,所制备的聚合物复合膜具有一定的减摩作用,原因是单晶硅表面沉积聚合物超薄膜可以降低表面的粘着力,对硅表面具有微观修饰作用,从而降低其同钢对摩时的摩擦系数;单晶硅表面分子沉积聚合物纳米复合膜的摩擦学特性同超薄膜的层数相关,沉积层数较多的超薄膜的耐磨寿命较长,并因加热处理而得到明显改善.     

聚合物薄膜玻璃化转变及其分子松弛行为的研究进展

随着纳米技术的发展,受限聚合物的玻璃化转变以及分子松弛行为受到了高分子物理学家的关注.由于纳米尺度效应,高分子薄膜的玻璃化转变以及分子松弛行为偏离于本体,呈现出尺寸依赖性.研究聚合物薄膜的玻璃化转变及其相关分子松弛行为对聚合物纳米材料的结构设计,进一步理解聚合物玻璃化转变的物理本质具有重要意义.本文总结了近20年来聚合物薄膜玻璃化转变行为的研究成果,介绍了薄膜分子松弛行为偏离本体的主要物理机制、聚合物薄膜分子运动能力的深度分布特征以及薄膜分子松弛行为的相关理论模型,并对该领域研究进行了展望.     

卟啉类L-B膜分子间相互作用的光谱研究

以无取代的meso-四-(4-N)-吡啶基卟啉及其过渡族金属(主要Cu~(2+)、Zn~(2+))络合物制备L-B膜,以近紫外-可见吸收光谱和荧光光谱为手段,研究叶啉类分子在氯仿溶液中,L-B膜状态下以及固态状态下的相互作用。探讨分子聚集体的存在对光谱性质的影响。 为了研究叶咻类分子间的相互作用及其对光谱性质的影响,我们首先分析了叶啉在CHCl_3溶液中及固态状态下的近紫外-可见吸收光谱和荧光光谱。并将其与叶啉类分子的L-B膜作比较。结果表明,卟啉类的Soret吸收带带宽及峰位置在三种状态下均不相同,L-B膜的情况介于溶液中的和固体下的情况之间,说明了在L-B膜中,卟啉分子存在着某种形式的聚集体,且在这种聚集体中分子间的相互作用程度比固体弱,可以认为L-B膜上的分子呈准晶体状态。     

Rapid fabrication of large-area colloidal crystal monolayers by a vortical surface method

We have developed a simple approach for rapidly fabricating large-scale colloidal crystal arrays on substrates. Latex particles were first assembled into a close-packed monolayer on a vortical water surface; the monolayer was then transferred onto substrates by a withdrawer. Such an assembly method is conceptually similar to the Langmuir-Blodgett (L-B) methods for film deposition but does not require an L-B trough. The samples exhibit a large-scale periodic feature based on optical microscopy and scanning electron microscopy observations and diffract the laser beam, acting as crystals. This newly developed technique is timesaving, widely accessible, and applicable to large particles (up to 2 microm). It promises to be useful in nanofabrication.     

有机化合物的光物理研究 ⅩⅢ.β-萘甲酸十六碳酯在L-B膜中基态二聚体及激基缔合物形成的研究

制备了β-萘甲酸十六碳酯的L-B膜。分别用Y型、Z型,以及含有硬脂酸的β-萘甲酸十六碳酯与单纯硬脂酸间隔挂法,将分子膜转移至石英载片上,研究了β-萘甲酸十六碳酯分子膜吸收以及荧光光谱。并与溶液和固态中的荧光光谱作了比较。在氯仿溶液以及在固态,β-萘甲酸十六碳酯只呈现其单体的荧光。然而,在L-B膜中,除了观察到单体的荧光外,还观察到了激发态二聚体以及激基缔合物发射的荧光。通过对β-萘甲酸十六碳酯分子膜进行热和水处理后,发现L-B膜中亲水层的介质环境有所改变,从而造成亲水层中的亲水基团的某些物理和化学性质的改变。根据实验事实,提出了β-萘甲酸十六碳酯二聚体和激基缔合物在L-B膜中形成的机制。     

硬脂酸二茂铁酯L-B膜的电化学性能研究

本文研究二茂铁衍生物——硬脂酸二茂铁酯(FcOCOC₁₇H₃₅)L-B膜技术修饰SnO₂电极的循环伏安性能.实验结果用电极表面吸附(修饰)分子的表面活度理论进行计算机拟合和此较,实验数据与理论符合较好.进一步求得修饰分子的标准电极电势和修饰量。结果表明硬脂酸二茂铁酯L-B膜电化学性能稳定,可逆性较好,可以作为快速电荷转移的修饰电极材料。     

通过交联抑制高温下氢键的解离提高聚酰亚胺的耐热性和尺寸稳定性

将炔基结构引入该聚酰亚胺主链中,通过热引发化学交联反应构建化学限域位点,抑制高温下氢键的减弱和解离,进而通过交联和高温下更加稳定的氢键协同性提升了该PI薄膜在高温下的尺寸稳定性.结果表明,相对于线性PI,交联后PI在400℃的强氢键含量达到26.1%,与未交联PI相比提高了近50%,从而将300~400℃范围的的热膨胀系数(CTE)从33.8×10?6/K降低至5.1×10^?6/K.最终制备的PI膜的Tg高达452℃,40~400℃范围内的CTE仅为2.1×10^?6/K,拉伸强度高达231 MPa,有望用于AMOLED的基底材料.     

二茂铁衍生物L—B膜修饰SnO2电极的性能

用外层单电子快速转移的氧化还原剂二茂铁及其衍生物修饰电极,在电极/溶液界面作为电子传递的中介物,可使电极上进行的慢反应得到加速、起中介催化作用。目前研究较多的是共价键合和高分子膜的修饰,其他方式的修饰报道不多。用能实现分子有序化排列的L-B膜技术进行氧化还原电活性分子的修饰电极还未见报道。我们用L-B膜技术在SnO_2电极上修饰了二茂铁的衍生物-硬脂酸二茂铁酯(FcOCOC_(17)H_(35))双亲化合物,曾研究了修饰膜的电化学可逆行为和稳定性。本文研究硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰的SnO_2电极     

Moving contact lines and Langmuir-Blodgett film deposition

The objective of this paper is to point out the close relationship between contact line dynamics and LB film depositions, and it is designed to serve as a blueprint for future analysis of the LB technique. Moving contact lines and contact angles play a major role in Langmuir-Blodgett ultrathin film depositions. Although the effect of contact angles has been recognized for many years, a fundamental and comprehensive explanation of the phenomena taking place at the contact line has not been formulated before. Our understanding of contact line dynamics has improved thanks to careful experiments and new theoretical developments. Flow patterns depend on dynamic contact angle and the ratio of viscosities of the gas and liquid phases. More recently dynamic contact angles-and flow patterns-have been linked to forces of molecular and double-layer origin. The dynamic relationship of flow patterns to interfacial and transport properties can be used to explain seemingly contradictory experimental results reported by researchers during more than 60 years of experience with the L-B technique. Windows of operability can be defined for X-type and Z-type depositions that are useful in the design of experimental and industrial L-B deposition equipment.     

硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰SnO2电极的阻抗研究

测定了二茂铁衍生物——硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰SnO₂电极在Fe(CN)₆^3-/4-溶液中的阻抗性能,用单纯形法求出了等效电路中的元件参数值,计算了电极反应速度常数K_s。从分析SnO₂电极修饰不同层的硬脂酸二茂铁酯L-B膜的界面阻抗和电极反应的动力学性能,表明与在固相中研究的硬脂酸二茂铁酯L-B膜的阻抗性能明显不同,在Fe(CN)₆^3-/4-溶液中表现了电活性分子修饰电极的界面阻抗行为,进一步证实了修饰在SnO₂电极上的硬脂酸二茂铁酯L-B膜在Fe(CN)₆^3-/4-的氧化还原电极反应过程中,起电荷传递的中介作用。     

聚乙烯醇缩丁醛/氧化铝杂化高分子材料的研究

由异丙醇铝与乙酰丙酮反应制备铝 乙酰丙酮螯合物 ,由此通过控制水解制备Al2 O3 溶胶 .该溶胶与聚乙烯醇缩丁醛分子上残存的羟基发生交联生成有机 无机溶胶 (OIS) .OIS经成型和干燥后即可方便地形成耐溶剂性的有机 无机杂化高分子材料 ,如透明薄膜和高弹纤维 .将OIS涂覆在碳纤维束丝上 ,热处理无机化后 ,可得到非常均匀致密的无定形氧化铝 -碳涂层 .该涂层可明显提高碳纤维的耐高温氧化性和表面特性