纳米颗粒对二嵌段共聚物层状结构的影响

用实空间自洽场理论研究了单个纳米颗粒对受限于矩形边界的二嵌段共聚物层状结构的影响.选取了处于强分凝区域的层状结构二嵌段共聚物作为研究对象.通过调节纳米颗粒的半径、颗粒表面场强度等体系参数,观察到了柱状结构出现在多层的层状结构中间,即柱状和层状的共混结构.结果表明,二嵌段共聚物的柱状和层状共混等结构是由矩形边界和纳米颗粒表面参数相互竞争所决定的,因而控制矩形边界条件和纳米颗粒的相关参数可以得到所期望的特定微相结构,为纳米微结构的设计提供了一条可能的途径.     

两嵌段共聚物共混体系的相分离研究

用耗散粒子动力学方法（DPD）研究了由两种不同成分组成的两嵌段共聚物组成的混合体系在纳米尺度下的自组装行为．两种嵌段共聚物的聚合度相同,在稳定状态下,纯嵌段共聚物1呈层状有序结构,纯嵌段共聚物2呈无序或六角柱状结构．DPD研究表明,在两者混合体系中,随着嵌段共聚物2体积分数的增加,嵌段共聚物1只出现了层状的有序相,而嵌段共聚物2则呈现出从球状相到柱状相再到层状有序相的有趣变化,随着嵌段共聚物2对称性的增强,其形成的有序相所占的体积分数区域越小．同时,通过混合体系单体密度分布曲线和末端距分布情况,从理论上分析了混合体系的微相分离与单体分布的细节．     

线性三嵌段共聚物格点薄膜受限下的自组装

采用实空间自洽场理论研究了线性三嵌段共聚物在格点薄膜受限下的自组装.根据受限空间内共聚物的自组装情况,描绘了不同嵌段比下共聚物的三角相图,分析各相结构的形成机理,并详细观察三色层状与核壳柱状之间的相变过程.在受限的基础上,通过在薄膜表面施加格点型吸附势,获得了一系列聚合物微结构,发现层状结构是最稳定的相结构;当吸附强度增大时,各嵌段的自组装结构发生变化,三色层逐渐打破稳定的平行状态,转变为编织层状.当嵌段比处于某特殊范围时,聚合物还形成了新颖的球-柱结构.研究结果可为制备稳定的新型材料提供理论方案.     

两嵌段共聚物在本体及溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法对两嵌段共聚物AmBn在本体和溶液中的自组装行为进行了研究.在本体情况下,对环形和线形两嵌段共聚物AmBn的相行为进行了系统的对比分析,观察了体系的有序-无序相转变规律,以及具体构型的相周期.在亲B选择性溶剂情况下,保持体系的浓度不变,改变环形两嵌段共聚物的链长,观察到了一系列丰富的相结构,有球状、圆盘状、片状、空心柱状、空心球状等.     

两嵌段共聚物在本体及溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法对两嵌段共聚物AmBn在本体和溶液中的自组装行为进行了研究．在本体情况下,对环形和线形两嵌段共聚物AmBn的相行为进行了系统的对比分析,观察了体系的有序一无序相转变规律,以及具体构型的相周期．在亲B选择性溶剂情况下,保持体系的浓度不变,改变环形两嵌段共聚物的链长,观察到了一系列丰富的相结构,有球状、圆盘状、片状、空心柱状、空心球状等．     

两嵌段共聚物在不同形状受限下的自组装行为

嵌段共聚物体系在受限情况下的自组装过程与受限结构的几何形状、界面性质密切相关,会表现出与本体不同的相行为特征,人们可以利用这些受限特征制备结构新颖的纳米材料.本文采用自洽场理论方法研究了两嵌段共聚物在不同形状受限情况下的自组装现象,发现受限形状不同,相行为也各不相同,在本体状态中人们难以观察到的相近体系间的相行为差异,在受限状态下也可以清晰的展现出来.由于受限的原因体系出现了层状相弯曲、柱状相和层状相兼并存在等结构,计算结果与现有实验结果吻合,并预测了部分自组装结构.     

刚柔三嵌段共聚物自组装行为的模拟研究

采用耗散粒子动力学模拟方法研究了刚柔三嵌段共聚物(coil-rod-coil,CRC)在溶剂环境下的自组装.通过观察C₄R₈C₄共聚物囊泡结构形成的动力学过程,发现体系先自组装成球形或柱状胶束,然后逐渐融合为盘状结构,再进一步弯曲形变,形成闭合的双层膜囊泡结构.当共聚物浓度为6%~25%时,C₄R₈C₄自组装成不同尺寸的囊泡相,其均方半径2>随共聚物浓度的增加而增大,而双层膜厚度T基本保持不变.最后,改变溶剂性质,从亲棒到中性再到亲链,体系自组装结构从囊泡相转变为球形胶束相.尤其在等效的中性溶剂环境下,体系呈现层状结构,其中棒与棒嵌段呈高度有序的液晶相排列.     

刚柔嵌段共聚物与均聚物在溶液中的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法研究了向刚柔嵌段共聚物溶液中掺入均聚物的自组装行为.当掺入的刚性棒或柔性高分子链浓度不同时,由于刚性棒的取向性及柔性高分子链构象熵的变化,观察到了一系列丰富的相结构,如双层柱状、层状、层柱共混状、反转的空心柱状等.少量的均聚物和刚柔嵌段共聚物溶液共混后的密度分布显示,均聚物聚集于胶束相结构的中心.     

多嵌段共聚物PET/PEO中的自由体积特性

利用正电子寿命谱的ＰＡＴＦＩＴ和ＭＥＬＴ分析程序,研究了多嵌段共聚物对苯二甲酸乙二酯／环氧乙烷（ＰＥＴ／ＰＥＯ）的自由体积特性．从正电子寿命的最长分量随温度的变化发现,多嵌段共聚物有两个玻璃化转变温度,这表明多嵌段共聚物中ＰＥＯ和ＰＥＴ相的互容性较差．根据浅束缚态理论解释了玻璃化转变温度以下最长寿命分量强度的变化规律,并且利用ＭＥＬＴ分析程序得到了自由体积浓度随温度的分布．     

层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装

采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究了层状二嵌段共聚物与纳米棒共混体系的自组装行为.系统地考虑了棒的粒子数比、长度及棒与高分子间的相互作用等因素对混合体系自组装的影响.一系列的构型及相转变都是在共聚物的相分离与纳米棒的聚集相行为共同作用下的结果.当把纳米棒掺入到高分子体系时,从熵和焓的角度可以更本质地理解共混体系的自组装,尤其是棒的相行为.从焓方面,纳米棒与各高分子链段间相互作用决定了棒的分布;从熵方面,棒的各向异性、相区域的空间约束及高分子链的构象熵共同决定了棒的取向.     

聚乙撑二氧噻吩导电聚合物上吗啡的电化学检测

在水相中电沉积制备得到了聚乙撑二氧噻吩（PEDOT）导电聚合物膜,研究了沉积电量、沉积电位等因素对聚合物膜的电化学活性及其在水溶液中检测吗啡的电化学响应的影-向．结果表明．沉积电量为20～40mC,沉积电位为1．2V（相对于Ag／AgCl电极）时所得的聚合物膜对吗啡具有最高的电化学响应．在此基础上,研究了PEDOT膜修饰电极在不同浓度的吗啡水溶液中的电化学检测,发现在0．05～6mmol·L^-1浓度范围内具有很好的线性响应．最低检测限为0．05mmol·L^-1,相关系数达0．995．     

表面引发原子转移自由基聚合制备梳型共聚物刷

对聚偏氟乙烯表面进行化学处理使其表面羟基化,然后与2-溴异丁酰溴反应引入表面引发剂。表面引发三甲基硅保护的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA—TMS）原子转移自由基聚合,在聚偏氟乙烯表面获得聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）聚合物刷。动力学研究揭示PHEMA的接枝浓度随反应时间呈线性关系,表明表面链增长是可控或活性过程。2-溴异丁酰溴与三甲基硅氧基反应,在PHEMA聚合物刷侧链引入2-溴代酯组分。紧接着,表面引发甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PEGMA）原子转移自由基聚合制备梳型聚合物刷。使用衰减全反射傅立叶红外光谱和X-射线光电子能谱表征修饰后PVDF表面,通过接枝梳型聚合物刷,聚偏氟乙烯薄膜表面由憎水变成高度亲水。     

三角域上调和与双调和的有理bézier曲面设计

在建筑、机械、计算机、应用数学这4大学科交叉形成的新兴的计算机辅助几何设计领域,首次提出了三角域上有理Bézier调和曲面的造型问题.主要方法和思路:给定欲求三角有理Bézier调和曲面的2条边界曲线,将这2条有理边界曲线进行Hybrid逼近,得到2条多项式曲线,以此为边界,应用Arnal等最近提出的由边界条件生成三角Bézier调和曲面的算法,得到一张三角多项式Bézier调和曲面;同时对欲求的三角有理Bézier调和曲面,应用张磊等提出的有效算法进行多项式逼近,得到一张带参数的三角多项式Bézier曲面,将此曲面与上述已得到的三角多项式Bézier调和曲面作比较,使它们之间的目标距离最小,就导出一个多变量的最优化问题,逼近求出未知参数,就可得到一张高精度的三角有理Bézier近似调和曲面.进一步,以上思想和算法被推广到三角有理Bézier双调和曲面.文中给出丰富实例验证了算法的正确和有效.     

射频溅射法制备掺铂TiO2薄膜的基本性质

用射频反应溅射法制备了掺铂的TiO2薄膜．用X射线衍射仪(XRD)，紫外-可见(UV—vis)光谱仪，电子扫描显微电镜(SEM)和X光电子能谱分析仪(XPS)对薄膜的基本性质进行了表征．研究结果表明：掺铂可以显著促进锐钛矿相的生长；TiO2薄膜在紫外的吸收边发生红移，其光谱响应范围得到了提高；铂氧化物的分解，促使薄膜表面出现了分散分布的微米尺寸岛状突出物，同时导致单质铂在薄膜表面发生富集．     

CuO/ZnO量子点异质结及同轴纳米线异质结构的研制

采用离子束溅射技术和热氧化工艺,对预先制备的ZnO纳米线表面进行纳米CuO修饰,研究了不同溅射工艺条件下对形成的CuO/ZnO纳米线异质结构的影响,通过控制溅射参数成功地合成出不同CuO量子点尺寸和分布密度的CuO/ZnO量子点异质结和CuO为壳层的CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.将X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于研究样品的结构和形貌.实验结果表明,溅射在ZnO纳米线表面的Cu膜的厚度对形成的CuO/ZnO异质结构起着重要的作用.在Cu膜适度较薄时,获得了直径仅5 nm、分布较均匀的高密度（2.05×1010mm-2）CuO/ZnO量子点异质结;而Cu膜较厚时,形成的是CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）进一步对量子点异质结和同轴纳米线异质结的界面晶体结构进行了研究.     

Ba(Zr0.3Ti0.7)O3 铁电薄膜的制备

介绍了用溶胶-凝胶法(sol-gel)在Pt/Ti/SiO2/Si衬底和石英衬底上制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3铁电薄膜的基本原理、工艺过程及工艺特点;Sol-gel制备的Ba(Zr0.3Ti0.7)O3铁电薄膜表面平整、厚度均匀.     

溶剂蒸汽诱导二元共聚物混合体系薄膜自组装

将2种链段长度不同的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)在氯仿或四氢呋喃中溶解后,以一定比例混合,在乙醇或甲苯蒸汽中退火自组装,得到了一系列薄膜形貌和尺寸不同的自组装结构.采用原子力显微镜研究了混合比例、溶剂和退火蒸汽对薄膜自组装结构的影响.结果表明:改变混合比例可以对薄膜自组装结构和尺寸进行有效的调控;四氢呋喃相比氯仿更有利于混合体系薄膜自组装的相分离;乙醇蒸汽可以有效地诱导混合体系的薄膜自组装.