[發明專利]常壓微等離子體放電在制備聚多巴胺方面的應用

有效

• 申請號: 201710419448.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107189064B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 陸躍翔;王哲;魏國玉;陳靖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08J7/04;D06M15/37;D21H17/54;C03C25/16;C03C25/26;C03C25/62;B05D1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明涉及常壓微等離子體放電在制備聚多巴胺方面的應用，在具體應用的過程中，等離子體氣體電極作為陰極，導電電極作為陽極，對多巴胺的溶液進行放電處理。采用常壓等離子體放電能夠快速地形成聚多巴胺，一般在幾十分內即可完成聚合。經調整相關參數，在硅片上的沉積速度可高達到53nm/h，是目前最快速的沉積方法之一。而且這種對聚多巴胺的合成過程是可控的，經實驗證實，不對多巴胺進行等離子體放電處理時，聚多巴胺的聚合過程即停止，這有利于多巴胺聚合的準確進行。

技術領域

本發明涉及聚多巴胺的制備領域，具體涉及一種利用常壓微等離子體輔助放電在制備聚多巴胺方面的應用。

背景技術

材料的表面功能化在化學、生物、醫學和材料學等領域應用廣泛，目前常用的功能化方法有單分子層自組裝法、有機硅烷化學法、Langmuir-Blodgett沉積法、層層自組裝法以及表面鍵合多肽法，這些方法在某些特定材料表面功能化后具有優異的性能和應用價值，但大多數方法比較復雜且缺乏普遍適用性。

近年來，越來越多的科學家受貽貝的啟發，對多巴胺化學的表面功能化產生了濃厚興趣。聚多巴胺是貽貝觸角釋放的粘附性物質的主要成分，它能夠在各種材料表面形成穩定的粘附層，且由于表面含有大量官能團，使得其能夠很容易地進行二次表面功能化。基于聚多巴胺包覆層的諸多優點，科研工作者們研究了許多方法用聚多巴胺功能化各種各樣材料的表面。然而這些方法目前存在許多缺點，第一，聚多巴胺的形成動力學較慢，對材料表面的功能化的效率低，有些方法需要幾個小時至幾天的時間來實現聚多巴胺對材料的表面功能化；第二，不能很好地控制某些聚合方法，聚合過程一旦發生很難停止，對于聚合程度不能精確把握。

由于常壓微等離子體氣體電極具有反應條件溫和、反應效率較高以及能耗低等特點，常壓微等離子體氣體電極越來越多的被應用在納米顆粒的合成，機理研究等方面，但基于常壓微等離子體輔助多巴胺的聚合還鮮有研究。

發明內容

本發明提供常壓微等離子體放電在制備聚多巴胺方面的應用。本發明所述常壓微等離子體放電的過程中，等離子體氣體電極作為陰極，導電電極作為陽極。等離子體氣體電極作為陰極在放電的過程中會產生氧化活性物質，同時電解水使溶液中局部pH值迅速升高，有利于多巴胺聚合反應的進行。如果使用等離子體電極作為陽極，雖然也可以產生氧化活性物質，但是電解水反應會使局部pH值迅速降低，不利于多巴胺的進一步聚合，最終無法用于固體基底的表面修飾。

本發明所述的導電電極可選擇任何可導電的材料；

優選的，所述導電電極由金屬電極、ITO導電玻璃或碳棒電極制備而成；

優選的，所述等離子氣體電極為導電氬氣管，其中氬氣的流速為40～80mL/min；

優選的，放電電壓為1000～5000V。

優選的，導電氬氣管為不銹鋼氬氣管，導電電極為鉑電極。

優選的，在具體應用的過程中，包括如下步驟：

(1)將多巴胺溶于緩沖溶液中形成混合溶液；

(2)對所述混合溶液進行常壓微等離子體放電處理，即可得到含有聚多巴胺的溶液。

優選的，所述常壓微等離子體放電的電流強度為1～20mA；

優選的，放電時間為0.1～60min。

優選的，所述混合溶液中多巴胺的濃度為0.1～20mg/mL，更優選0.1～10mg/mL。

所述緩沖溶液的pH為4～8。經實驗證實，采用本發明的方法，緩沖液的pH不會對最終的處理結果產生明顯的影響，在pH 4～8較大的范圍內均可適用。

優選的，所述緩沖溶液為磷酸鹽緩沖液。