[發明專利]產生納米結構表面的方法

無效

• 申請號: 200580040383.4
• 申請日: 2005-11-22
• 公開（公告）號: CN101065319A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 哈桑·薩霍阿尼
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郇春艷;郭國清

領域

本發明涉及使用色酮化合物產生納米結構表面的方法。

背景

材料的性質(例如化學、物理、電學、光學和磁性)部分取決于其原 子結構、微觀結構和顆粒邊界或界面。由于與傳統材料相比的獨特性 能，在納米范圍(即0.1至100nm范圍)結構的材料令人感興趣。結果， 對用于多種技術應用的納米結構材料的研究越來越多，例如用于電子 學和光學裝置、生物材料標記、磁記錄媒介和量子計算。

已經發展多種方法，用于合成/構建納米結構材料。方法包括，例 如利用磨機或沖擊變形，以使固體前體例如金屬氧化物或碳酸酯機械 變形，以制備納米結構粉末(參見例如Pardavi-Horvath等人，IEEE?Trans. Magn.，28，3186(1992))，并使用溶膠-凝膠法制備納米結構金屬氧化物 或氧化陶瓷粉末和薄膜(參見例如，(美國專利號5,876,682(Kurihara等 人)，和Brinker等人，J.Non-Cryst.Solids，147-148；424-436(1992))。

概述

已經認識到考慮需要一種產生納米結構表面的方法，其提供了在 相對大面積控制尺寸和形狀、以及其方向和分布的納米結構。

簡要地，本發明提供了一種產生納米結構表面的方法。該方法包 括(a)制備一種含水混合物，其包含(i)包含水溶性聚合物的不連續相，(ii) 包含色酮材料的連續相，和(iii)非離子型表面活性劑；(b)將混合物施加 到基材的表面上；和(c)干燥混合物。

此處使用的“色酮材料”(或“色酮化合物”)是指較大的多環分子， 通常特征為存在被多種親水基團包圍的疏水芯部(參見例如Attwood， T.K.，和Lydon，J.E.，Molec.Crystals?Liq.Crystals，108，349(1984))。 該疏水芯部可以包含芳香和/或非芳香環。當在溶液時，這些色酮材料 易于聚集為特征為長程有序的向列型次序。

本發明方法使得能夠構建具有相對均勻尺寸和形狀的納米結構的 表面。該方法進一步使得納米結構在相對大區域能夠相對均勻分布和 長程取向或序列。

因此，本發明方法滿足本領域對于改善產生納米結構表面方法的 需要。

另一個方面，本發明提供了一種含水組合物，其中包括水溶性聚 合物和發色化合物。

附圖說明

附圖是光學顯微圖，展示了在發色基質中包含聚乙烯醇的納米結 構表面。

詳細說明

任何色酮材料(chromonic?material)可以用于本發明方法。形成 發色相的化合物是本領域已知的，并包括例如xanthoses(例如偶氮染料 和花青染料)和苝(參見例如Kawasaki等人，Langmuir?16，5409(2000)， 或Lydon，J.，Colloid?and?Interface?Science，8，480(2004))。有用的色 酮材料的代表性的實例包括二鈀-和單鈀-有機基團(organyl)、氨磺酰 取代的銅酞菁、和六芳基三亞苯(tryphenylene)。

優選的色酮材料包括由一個下列通式結構代表的那些材料：

其中每個R²獨立選自給電子基團、吸電子基團和電子中性基團， 和

R³選自取代和未被取代的雜芳族環，以及取代和未被取代的雜環， 該環通過R³環內氮原子連接至三嗪基團。

如上所述，發色化合物是中性的，但是它可以可能形式存在，例 如兩性離子或質子互變異構體(例如，其中從一個羧基離解氫原子，并 與三嗪環中一個氮原子結合)。此外發色化合物可以是鹽例如羧酸鹽。

上述通式結構展示了其中羧基相對于化合物(通式I)三嗪主鏈的氨 基鍵為對位的取向，以及羧基相對于(通式II)三嗪主鏈的氨基鍵是間位 的取向。羧基也可以是對位和間位取向的組合(沒有展示)。優選，取向 是對位。

優選，每個R²是氫或取代或未被取代的烷基。更優選，R²獨立選 自氫、未被取代的烷基、用羥基或鹵化物官能團取代的烷基、和含有 醚，酯或磺酰基的烷基。最優選R²是氫。