[發明專利]基于可交聯高分子材料的穩定納米圖案的制備和調控方法

有效

• 申請號: 201610076750.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105646918B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 于海峰;王添潔;王文忠
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/24;C08J3/28
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 李稚婷

本發明公開了一種基于可交聯高分子材料的穩定納米圖案的制備和調控方法。利用具有活性可交聯性質的嵌段共聚物，首先通過自組裝形成精確結構的納米圖案，然后通過紫外光輻照等手段，使嵌段共聚物的可交聯官能團發生交聯，得到穩定、精確排布的納米圖案，實現精確納米圖案的固定化。該方法制作成本低廉，流程簡單，精確可控，易于推廣應用，在醫學、微電子學、化學、材料學等多個領域都有非常廣泛的應用前景。

技術領域

本發明提供了一種基于有機高分子材料的穩定化納米圖案的制備及其精確調控方法，屬于有機高分子及納米材料科學領域。

背景技術

隨著人們對化學和材料領域研究的不斷深入，人們對功能高分子材料的各種性質的認識也逐漸清晰，并利用這些性質開發出了許多種應用。如當嵌段共聚物的不同高分子鏈之間的性質差異較大時，會發生微觀相分離，性質相同的高分子鏈聚集在一起。組分中體積較大的聚合物形成連續相，體積小的聚合物則分散于連續相中形成納米分散相。嵌段共聚物在薄膜狀態下會形成球、柱、層等多種納米結構。這種結構尺寸多在10—100nm之間，可以用作納米模板應用于醫學、電子、化學、材料等多個領域[1,2]。

Yu和Seki等利用可發生順反異構的偶氮苯類單體制備了光響應性液晶嵌段聚合物。這類材料具有光響應的特點，在特定波長的光源輻照下會發生可逆的順反異構[3-5]。利用此特性，可以記錄光照的信息形成可控的圖案。但是以偶氮苯的光響應特性為基礎得到一些納米結構的穩定性很差，在可見光照射或高溫條件下會發生分子構型的轉變，因此不能很好地保證納米圖案穩定的存在。將可交聯的官能團引入嵌段共聚物中，可以制備具有光交聯特性的功能性嵌段共聚物，在提高材料納米結構穩定性同時豐富其用途和功能。當嵌段共聚物中的一個組分具有可交聯的性能時，通過光交聯可以改變該組分的物理與化學性質，利用這種性質上的差異可以開發出光存儲、全息光柵等諸多有意義的應用。如將具有特定圖案的掩膜置于共聚物薄膜上，光照后可以使其發生選擇性的交聯。這種具有預先設計圖案的交聯結構在穩定性方面遠遠強于非交聯類的材料。

參考文獻：

[1]Bates F S,Fredrickson G H.Block copolymer thermodynamics:theoryand experiment[J].Annual Review of Physical Chemistry,1990,41(1):525-557.

[2]Schacher F H,Rupar P A,Manners I.Functional block copolymers:nanostructured materials with emerging applications[J].AngewandteChemieInternational Edition,2012,51(32):7898-7921.

[3]Yu H,Iyoda T,Ikeda T.Photoinduced alignment of nanocylinders bysupramolecular cooperative motions[J].Journal of the American ChemicalSociety,2006,128(34):11010-11011.

[4]Yu H,Okano K,Shishido A,et al.Enhancement of Surface-ReliefGratings Recorded on Amphiphilic Liquid-Crystalline Diblock Copolymer byNanoscale Phase Separation[J].Advanced Materials,2005,17(18):2184-2188.