去润湿和皱纹模板法相结合可控制备有序的微结构

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuxinghui_1975
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由于科学研究和工业应用的需要,高分子薄膜在硬基底上去润湿现象近年来引起了人们的极大关注。通常,由于保护涂层或油漆的破损,薄膜不稳定作为不利因素是人们极力避免的。但从另一个角度说,去润湿也开启了制备其他方法难以或不能实现的材料微结构的可能,从而为发展新型的微反应器、生物芯片、传感器和生物技术等方面奠定了基础。  本文介绍了一种简便新颖的制备高度有序的二维阵列排布的聚乙二醇颗粒的方法。这一方法基于聚甲基硅氧烷(PDMS)皱纹模板诱导下,亲水性聚乙二醇(PEG)在非相容的聚苯乙烯(PS)薄膜上可控去润湿。  首先,加盖皱纹模板的PDMS/PS/PEG三层体系在95℃下加热2 h,接着将模板移除并在空气中冷却。在 PDMS皱纹模板和原位诱导出的皱纹的协同作用下,获得了PEG微球在皱纹波峰处规整排布的形貌。此处,系统地考察了PS/PEG浓度、加热温度、模板周期等实验因素对微结构(例如 PEG微球直径、间距、排布方向等)的影响。接着,重复模板诱导去润湿,进一步获得在波谷处去润湿的PEG微球。此外,功能性无机盐例如氯金酸(HAuCl4)也被成功地引入以制备相应的复合微颗粒。其微结构的周期性除以上实验因素,可通过PEG/HAuCl4的质量配比来控制。同时,由于PS和PEG的不相容性,在PS薄膜上获得的规整的 PEG微球或 PEG/HAuCl4复合微球可轻松地转移到其他基底上。显然,这种基于皱纹诱导的去润湿的方法可推广到其他的体系以制备有序的功能性高分子或高分子/无机盐复合的微颗粒。
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