[發明專利]一種構造聚合物有序微觀結構的方法

有效

• 申請號: 200810050402.7
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101234748A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 楊柏;李偉;聶雅茹;張俊虎;朱迪夫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B81C5/00
• 分類號: B81C5/00;C08J5/18;C08J9/00;C08L25/06;C08L33/12;C08L39/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張景林;劉喜生

1、一種構造聚合物有序微觀結構的方法，其步驟如下：

步驟1，首先將液態的二甲基硅氧烷預聚體PDMS與對應的固化劑按質量比12∶1～8∶1的比例混合均勻，25～40℃真空脫氣30～50分鐘，然后灌進用有序圖案化光刻膠板和與其相距3～5毫米平整玻璃組合成的模具中，于60～75℃固化8～10小時；冷卻后將固化好的PDMS膜層從模具上小心地揭下，切掉四邊無圖案的區域，則得到帶有微觀有序表面結構的PDMS模板；

步驟2，由表面依次蒸鍍有5～10nm鉻層和50～100nm金層的玻璃載片為金基底來制備圖案化的自組裝單層膜；

步驟3，將烷基鏈長為8～20個碳的具有親水性質的巰基小分子化合物的乙醇溶液均勻地涂于PDMS模板有圖案的表面上，待乙醇自然揮發后，將此表面覆于步驟2制備的金基底表面并保持無壓力接觸10～15秒實現親水性巰基化合物單分子層的印刷；然后將印好的金基底放入烷基鏈長為8～20個碳的具有疏水性質的巰基小分子化合物的乙醇溶液中浸泡10～20分鐘，使在金基底上生長與親水性巰基化合物單分子層結構互補的疏水性巰基化合物單分子層；最后取出金基底用無水乙醇沖洗，氮氣吹干，即在金基底上制備得到圖案化自組裝膜；

步驟4，利用水汽冷凝構造水滴的有序圖案，首先將流速為6～10cm³·s^-1的氮氣通入80～90℃的熱水中，而后將鼓出的濕潤氮氣流通過一個溫度同樣為80～90℃的冷凝瓶使其發生預冷凝，最后將平穩的濕潤氮氣流吹到步驟3中在金基底上制備的圖案化自組裝單層膜上，冷凝時間為3～8秒，則在親水性巰基化合物單分子層區域形成水滴有序圖案；

步驟5，聚合物氯仿溶液在水滴圖案表面的去潤濕，先將溶于氯仿且不溶于水及在高于玻璃化轉變溫度50～80℃時不發生分解的聚合物溶于氯仿配制成4～30mg·mL^-1的聚合物氯仿溶液，然后迅速將步驟4中得到的帶有水滴有序圖案的金基底浸入聚合物氯仿溶液中，并以1～3cm·s^-1的速度立即從聚合物氯仿溶液中提出，在氯仿揮發過程中溶液在水滴圖案表面將發生去潤濕，最后氯仿和水在室溫下完全自然揮發后，則以水滴為模板形成聚合物的有序多孔膜層；

步驟6，聚合物有序微觀網格結構的形成和轉移：將步驟5中得到的聚合物多孔膜層在比所用聚合物的玻璃化轉變溫度高50～80℃的條件下熱退火處理1～4小時，待此樣品冷卻至室溫后即得到聚合物的有序微觀網格結構，去除金基底后即得到聚合物微觀有序結構。

2、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：表面圖案化的光刻膠板是利用帶有不同尺寸和不同圖案形狀的光掩板，通過光刻技術將光掩板上的圖案復制到光刻膠板上而得到。

3、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：具有親水性質的巰基小分子化合物為8-巰基正辛酸、12-巰基正十二羧酸、16-巰基十六羧酸或20-巰基正二十羧酸。

4、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：具有疏水性質的巰基小分子化合物為正辛硫醇、正十二硫醇、正十六硫醇或正二十硫醇。

5、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：稱取0.02毫摩爾具有親或疏水性質的巰基小分子化合物于平底試管中，加入8～15毫升無水乙醇并通氮氣15～20分鐘，即得親或疏水性質的巰基小分子化合物的乙醇溶液。

6、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：聚合為線性非交聯的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯基咔唑。

7、如權利要求1所述的構造聚合物有序微觀結構的方法，其特征在于：去除金基底是將樣品于去離子水稀釋的王水溶液中浸泡4～6小時后，聚合物膜層下面的金基底被溶解掉，膜層從玻璃上脫離并浮于溶液表面，用另一基底小心的撈起并待水揮發完全后，就可以實現聚合物微觀有序網格結構基底轉移，從而得到聚合物微觀有序結構。