两亲性Janus粒子在蜂窝状多孔聚合物膜上的自组装性能

采用具有两亲性的两面体(Janus)粒子实现稳定的粒子界面组装与水滴模板法自组装过程相结合的方法获得了粒子在蜂窝状多孔聚合物薄膜内壁的高效定向修饰.通过与均质粒子组装形貌的对比,证明了Janus粒子因其特殊的界面自组装活性,可以获得高粒子加量条件下的规则多孔结构,解决了使用均质粒子时存在的结构有序性和粒子修饰密度之间的矛盾.而在较低粒子加量的条件下,Janus粒子也展示出与均质粒子极为不同的组装形貌.这一方法的建立,为新型表面功能化材料的制备提供了一个新的思路.     

水滴模板法构筑蜂窝状有序多孔膜*

水滴模板法是利用凝结并自组织有序排列的水滴为模板构筑有序蜂窝状多孔薄膜的方法。这种方法具有方便、快速、廉价、作为模板的水滴可以自然蒸发而除去,且孔洞的尺寸可以通过改变相关的实验参数方便的进行调控的优点,因而近年来受到了人们的广泛关注。本文介绍了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜的实验方法,探讨了形成机理和相关实验条件对多孔薄膜结构的影响,并结合当前的研究热点针对多孔薄膜的进一步应用,着重综述了水滴模板法在不同性质的成膜材料体系的应用、多孔薄膜中亚有序结构的引入以及提高多孔薄膜稳定性的方法。最后,本文展望了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜这一研究领域的发展前景。     

水滴模板法制备聚合物蜂窝状多孔膜的研究进展

水滴模板法是一种可广泛适用于聚合物材料的动态可控的自组装模板图案化方法,利用成膜溶液溶剂挥发过程中所凝结的水滴阵列作为模板,可以实现一步法制备有序多孔膜。在经历了前期的方法学体系研究之后,对水滴模板法研究的不断深入和完善,研究的焦点已经从方法学本身逐渐转为如何将水滴模板法作为一种技术手段进行新功能和新结构的开发,并开始有了一些应用型研究的出现。本文从"基于水滴模板法的化学组分图案化研究"和"基于水滴模板法的二次结构或组分设计"两个方面来介绍水滴模板法的发展趋势与研究热点。     

水滴模板法构筑蜂窝状有序多孔薄膜

水滴模板法是利用凝结并自组织有序排列的水滴为模板构筑有序蜂窝状多孔薄膜的方法。这种方法具有方便、快速、廉价、作为模板的水滴可以自然蒸发而除去,且孔洞的尺寸可以通过改变相关的实验参数方便地进行调控的优点,因而近年来受到了人们的广泛关注。本文介绍了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜的实验方法,探讨了形成机理和相关实验条件对多孔薄膜结构的影响,并结合当前的研究热点针对多孔薄膜的进一步应用,着重综述了水滴模板法在不同性质的成膜材料体系的应用、多孔薄膜中亚有序结构的引入以及提高多孔薄膜稳定性的方法。最后,本文展望了利用水滴模板法构筑有序多孔薄膜这一研究领域的发展前景。     

呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜及其功能化应用

呼吸图案(BF)法是一种制备微纳米级规整多孔结构的简单、廉价和高效的方法, 它以水滴为模板, 通过水滴有序排列得到蜂窝状有序多孔结构, 其孔的形貌可以通过选择不同的成膜材料和成膜环境等条件得到控制, 所以在分离膜、模板、响应性表面、催化剂、光电材料等研究领域有广阔的发展前景. 但是, 到目前为止, 人们发现由于成膜条件的不同, 多孔膜的孔形貌受多种因素影响, 规整多孔膜形貌的控制机理还不是很明确, 没有一个统一的结论. 本文结合本课题组所做工作及近五年来国内外呼吸图案法制备蜂窝状有序多孔薄膜的研究成果, 对多孔薄膜的形成过程及其影响因素、多孔膜的功能化及应用等方面进行了归纳总结, 试图揭示孔的形成及孔形貌的调控等相关规律, 希望对后续的进一步研究与应用奠定基础.     

聚电解质多层有序膜电极的生成及其电化学特性

研究了在金电极表面硫醇自组装膜上聚电解质多层有序膜的形成过程及其电化学特性。用紫外光谱和电化学方法对多层有序膜进行了表征。结果表明，有序膜影响着离子在膜中的穿透性，离子型电活性物质如铁氰根离子和亚甲蓝等可嵌入有序膜中，研究了多层有序膜电极的电化学特性及膜中铁氰根离子的电化学行为。     

聚丁二烯有序多孔膜在热缩型聚乙烯膜上的收缩

采用溶剂散逸自组装制备了聚丁二烯(PB)有序多孔膜。水珠能在冷的高分子溶液表面凝结形成有序的阵列,溶剂蒸发后,高分子材料按照水珠排列的形貌形成了有序多孔膜。两性共聚物的加入能够起到稳定水滴的作用,从而确保多孔膜成为有序的结构。利用聚乙烯可收缩膜将聚丁二烯多孔膜收缩2次,得到长方形、梭形、条形和哑铃形的孔。孔的尺寸从微米级收缩至亚微米级,并对产生各种形状的机理进行了研究。     

聚苯乙烯／聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征

通过水辅助法制备了聚苯乙烯／聚乙二醇（PS／PEG）蜂窝状有序膜,并研究了亲水性PEG在膜表面的富集现象及其抗蛋白质吸附行为．采用场发射扫描电子显微镜表征了水洗前后膜表面的形貌变化,发现水溶性PEG主要沉积于膜孔孔壁．原子力显微镜相位图直观证实了PEG在蜂窝状膜表面的富集现象．激光共聚焦显微镜结果表明,PEG富集区域具有抗罗丹明标记牛血清清蛋白吸附的能力．同时还发现了水蒸汽出口的改进可以获得较大的相对湿度与气流稳定性,从而提高成膜品质、改善成膜重复性．     

聚乳酸蜂窝状多孔膜的形成与控制

以单一组分聚L-乳酸(PLLA)为成膜材料,利用水辅助法制备了聚乳酸(PLLA)蜂窝状多孔膜.利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察多孔膜形貌.研究溶剂、溶液浓度、环境温度和湿度等因素对所成多孔膜结构的影响.实验结果表明,高湿度环境和具有一定浓度的聚合物溶液是制备蜂窝状多孔膜的必要条件.溶剂的挥发性是形成规整蜂窝状孔结构的关键因素.环境相对湿度由43%增加到91%,PLLA多孔膜的孔径由(1.75±0.24)μm增加到(11.50±1.43)μm,且孔呈现六边形的蜂窝状结构.扫描电镜断面和AFM表明:膜表面形成了深度约为1.8μm的单层孔结构.通过控制溶液浓度、环境温度和湿度等因素来控制膜的表面形貌及其所成蜂窝状孔的大小.最佳的成膜条件为溶剂CH2Cl2,湿度75%RH,温度34℃,浓度3 wt%.讨论了蜂窝状多孔膜的形成机理.     

Self‐Organization of Honeycomb‐like Porous TiO2 Films by means of the Breath‐Figure Method for Surface Modification of Titanium Implants

This study describes a facile breath‐figure method for the preparation of honeycomb‐like porous TiO₂ films with an organometallic small‐molecule precursor. Multiple characterization techniques have been used to investigate the porous films and a mechanism for the formation process of porous TiO₂ films through the breath‐figure method is proposed. The pore size of the TiO₂ films could be modulated by varying the experimental parameters, such as the concentration of titanium n‐butoxide (TBT) solution, the content of cosolvent, and the air flow rate. In vitro cell‐culture experiments indicate that NIH 3T3 fibroblast cells seeded on the honeycomb‐like porous TiO₂ films show good adhesion, spreading, and proliferation behaviors, which suggests that honeycomb‐like porous TiO₂ films are an attractive biomaterial for surface modification of titanium and its alloys implants in tissue engineering to enhance their biocompatibility and bioactivity.     

Direct Observation of Dye-Containing Amphiphilic Copolymer in the Honeycomb-Patterned Film

Honeycomb-patterned film was prepared by casting chloroform solution of hydrophobic polymer and dye-containing amphiphilic copolymer under humid conditions. The confocal laser scanning microscopy image shows that amphiphilic copolymer is localized around the pores of the honeycomb-patterned film.     

智能蜂窝状有序多孔薄膜：体系构建、响应性能及应用探索

蜂窝状有序多孔膜是一种典型的具有微、纳米尺寸的图案化高分子薄膜材料,在超疏水表面、光电材料、组织工程、生物医学、传感器等领域都具有良好的应用前景。表面形貌或性质具有可逆刺激响应特性的智能型多孔膜不仅拥有常规多孔膜的性能,而且还拥有独特的开-关功能,因此受到广泛关注。本文回顾了智能有序多孔膜近年的研究进展,重点对其体系构建、响应方式、机理、性能和相关应用进行了归纳与分析,评述了不同刺激响应多孔膜的特点及优劣势,探讨了智能多孔膜的优化设计及提高响应性能等问题,指出了目前面临的挑战,并展望了未来的发展方向。     

有序分子膜技术在无机超薄膜制备中的应用

本文以LB技术、自组装技术、SILAR方法为例简要介绍了近年来有序分子膜技术在无机超薄膜构筑方面的应用。并对其今后的发展进行了展望。     

界面上蜂窝状多孔薄膜的构建、性质和应用

综述了以Breath Figure(呼吸图案)法制备聚合物及纳米颗粒蜂窝状多孔结构的研究现状.当潮湿的气流吹到聚合物或纳米颗粒的有机溶液表面时,溶剂蒸发导致水微滴在液体表面冷凝重排成六角阵列结构.溶剂和水微滴蒸发完毕后,聚合物或纳米颗粒在基底上形成具有六角阵列的蜂窝状多孔结构.该技术是自组装领域的一大进展,在生物技术、组织工程、微图像技术、高端分离技术、光催化及医药等领域有望获得重要应用.本文系统阐述了规整蜂窝状孔结构材料的构建方法、构建材料、形成机理以及影响因素(包括湿度、浓度、气流方向和速度、溶剂、基底曲率等),评述了蜂窝状多孔薄膜的性质和应用,并对其在化学和材料科学领域的应用前景作了展望.     

甲醇气氛静态呼吸图法制备蜂窝状有序多孔膜

以原子转移自由基聚合方法合成的聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯(PDMS-b-PS)为铸膜材料,在静态呼吸图的基础上,首次在甲醇氛围下利用PDMS-b-PS的二硫化碳溶液铸膜得到了高度规整的蜂窝状有序多孔结构.研究了聚合物溶液浓度对孔径的影响,并与水蒸汽氛围制备的孔结构进行了比较.结果表明,甲醇气氛下制备的多孔膜的孔径比水蒸汽氛围下的大,且孔的断面形貌呈“U”形;孔径随着溶液浓度的增大而减小.该研究有利于呼吸图法制备有序结构材料技术的进一步发展,有助于人们更加准确与全面地认识呼吸图机理.     

Formylated polystyrene for the fabrication of pore selective aldehyde group functionalized honeycomb patterned porous polystyrene films

Formylated polystyrene (PS‐CHO) was synthesized by chemical modification of polystyrene (PS) for the fabrication of honeycomb patterned (HCP) porous PS films with aldehyde group functionalized pores via breath figure method under humid conditions. The incorporation of hydrophilic aldehyde group affected the hydrophobicity of PS solution and assisted the self‐assembly of PS‐CHO toward pore. The presence of aldehyde groups in the films were proved by the post treatment with Tollens's reagent, which results in silver decoration at pores. The morphology of the films before and after silver decoration was studied by scanning electron microscopy analysis. The pore selectively self‐assembled aldehyde groups in the patterned porous films can have many applications as a reactive substrate in biomaterials and chemical moieties adhesion. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2018 , 56, 1181–1192     

自组装方法制备有序微孔薄膜

本文对近年来自组装方法制备有序微孔薄膜的研究进行了综述,总结了固体基板展开法制备有序微孔薄膜的形成机理,对成膜材料,成膜的影响因素和微孔阵列排列的形成条件等方面进行了详细的介绍和分析,并对自组装方法制备微孔薄膜的应用前景作了探讨。