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接枝刺激响应型图案化高分子刷的微/纳米级表面具有受控的化学官能团、接枝密度以及接枝厚度,能够很好的对外界刺激作出响应。但昂贵的金基底或者其它基底表面复杂的修饰及处理过程等问题,成为其进一步应用发展的瓶颈。传统的原子转移自由基聚合(ATRP)及可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)等活性/可控自由基聚合方式严格复杂的反应条件也限制了其应用发展。超分子自组装是一种通过非共价键包括氢键、离子键等超分子作用形成的一种多分子聚集体。近几年来,自引发光接枝光聚合(SIPGP)由于其无需引发剂即可在光活性官能团上引发聚合而成为一种高效、简便易行的聚合方法。如果将超分子自组装以及自引发光接枝光聚合结合起来将会为表面修饰提供简便、廉价的有效途径。本论文中,我们利用一系列不同种类的光活性分子通过超分子自组装作用来修饰羟基化的材料表面然后接枝刺激响应高分子聚合物刷,深入探讨了其自组装机理以及此方法的可行性、高效性。主要研究内容为: 1.芘甲胺修饰羟基化表面及石墨烯基材料构建图案化高分子刷。 通过微接触印刷诱导光活性的芘甲胺分子通过氢键以及π-π共轭作用自组装在羟基化硅表面形成氨基向上的光活性图案化自组装单层,进而采取自引发紫外光接枝光聚合的方法构建刺激响应高分子刷。基于化学气相沉积石墨烯的结构,可通过π-π共轭作用成功地将芘甲胺修饰在石墨烯表面形成图案化的自组装单层进而进行聚合放大构建刺激响应高分子分子刷。这种简便易行的方法为材料表面修饰刺激响应聚合物及发展其在传感、微电子领域的应用提供了新思路。 2.氧化石墨烯修饰羟基化材料表面构建图案化高分子分子刷。 氧化石墨烯表面的活性羟基以及羧基官能团能与羟基化表面形成多重稳定氢键,同时利用其表面的光活性羟基等官能团进行自引发光接枝光聚合接枝刺激响应高分子刷。由于紫外光对氧化石墨烯特殊的还原效果,光聚合过程中也发生了氧化石墨烯部分有效的还原,为其进一步在场效应晶体管、传感器等方面的应用开拓了新的思路。