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兰化所与剑桥大学合作在表面有序薄膜研究领域取得重要进展
  文章来源: 发布时间:2006-12-18 【字号: 小  中  大   

    中科院兰化所近来在国家自然科学基金委和科技部“973”项目(2007CB607601)的支持下,通过与剑桥大学化学系Wilhelm T S Huck博士研究组合作,在表面有序薄膜研究领域取得了新进展,他们利用微接触印刷的方法创造性地在表面制备了四元聚合物刷,研究结果近期以全文形式发表于国际著名学术期刊JACS上 (J. AM. CHEM. SOC. 2006, 128, 16253-16258)。

    Liu及Huck的合作研究组还在聚电解质刷电化学性能研究方面取得了新进展,研究结果发表于国际知名分析化学专业期刊Analytical Chemistry上(ANAL CHEM 2006,78,released on 2 Dec, 2006)。通过改变溶液离子强度,聚电解质刷的构象可以在伸展和收缩状态之间可逆转化,从电化学的角度看,此电对在电极表面的反应;超薄聚电解质刷可以被用来调节表面电阻,制备响应性智能电化学表面,从而在电化学传感、传动等领域具有潜在的用途。利用同样的原理,该研究组将离子液体修饰在碳纳米管上,离子对的可逆解离与结合会导致碳纳米管溶解性变化,从而实现碳纳米管油溶-水溶的可逆转换,研究结果得到审稿人的高度评价,发表于英国皇家化学会的CHEMICAL COMMUNICATIONS,2006,2356 2358,被评为当期的热点文章,并在Chemical Science, 2006, Vol. 3, Issue 7上以“研究亮点”予以专题介绍。

    表面有序超薄膜是当前纳米科技、材料科学、化学交叉领域的研究热点之一,其中自组装单分子膜和层层自组装多层聚合物膜引起了科技工作者的广泛关注。应用表面引发聚合的方法由表面生长的聚合物刷型薄膜其结构结合了如下优点:厚度可以在几纳米到上百纳米间可控,聚合物链与基底表面垂直取向,大量的自由体积使得其根据外界条件可以改变构型和构象,等等,因而作为一种新型有序分子薄膜引起了广泛的兴趣。固体润滑国家重点实验室刘维民研究员课题组是国内较早开展该领域研究的课题组之一(Chemical Communications, 2001, 2446-2447;化学进展,2002,2,141-145)。尽管表面引发聚合已经可以制备各种聚合物刷,甚至多元共聚物刷,但在表面制备横向多元结构仍然面临许多挑战。该课题组在2004年与化学研究所江雷研究员课题组合作首次报道用原子转移自由基聚合结合光刻技术制备二元聚合物刷(Macromolecular Rapid Communications,2004, 25(23), 1979-1983),在此基础上又发展了其它新方法,但都是基于用化学物理的手段顺序二次组装引发剂表面引发聚合,需要繁杂步骤,也仅局限于制备双组分聚合物刷。

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