基于有机功能化碳纳米管的自组装

利用自组装的方法,实现碳纳米管的有序排列可以充分有效的促进碳纳米管在各个领域的应用。本文从自组装所依赖的驱动力着手,介绍了国内外近几年来基于功能化碳纳米管的自组装开展的研究工作及取得的成果,重点介绍了通过配位作用、静电力及氢键、亲水/疏水相互作用等实现的自组装。     

磺化双酞菁钴自组装膜结构的表面增强拉曼光谱

采用自组装的方法构建了双核磺化酞菁钴轴向配位有序排列的膜层结构. 结合双核磺化酞菁钴分子体系自身所具有的性质及其和桥联分子四巯基吡啶之间相互作用的信息, 对其自组装膜的表面增强拉曼光谱进行了分析, 探讨了其自组装行为, 合理地解释了本自组装体系的膜层结构. 研究结果表明, 双核磺化酞菁钴分子(Bi-CoPc)在这种自组装膜中是以与基底平面存在一定夹角的倾斜的方式排列的.     

聚合物辅助碳纳米管定向定位排列

探讨了聚合物对碳纳米管的不同表面修饰作用,总结了聚合物对碳纳米管的共价与非共价修饰方法,修饰后的碳纳米管在水溶液或不同极性有机溶剂、聚合物本体中的分散性得到了改善,更为碳纳米管的阵列化提供了前提.以碳纳米管的后排列为中心,主要综述了聚合物辅助下的碳纳米管垂直和水平方向上的定向排列方法,及近年来碳纳米管阵列化的研究进展,阐述了聚合物对碳纳米管的表面修饰及辅助碳纳米管实现阵列化的重要作用,提出了利用聚合物体系的自组织特性诱导碳纳米管自组装阵列化可以为实现单根碳纳米管的定向定位控制及纳米尺度功能器件的制备提供更多的可能.     

表面富含羧基的单分散交联聚合物微球的快速自组装制备胶体晶的研究

在20～70℃范围内,用垂直沉积的方法可使表面富含羧基的单分散交联聚合物微球在不同的基底上快速自组装成三维有序的胶体晶.不同粒径的微球形成的胶体晶其光禁带峰位不同,因此可调控不同波长的光在胶体晶中的传播.利用紫外-可见光谱研究了胶体晶的光禁带峰位与组成其微球粒径之间的关系.结果表明,随着构成胶体晶微球粒径的增大,胶体晶光禁带峰位发生了红移,而随着入射光角度的增大,胶体晶的光禁带峰位发生了蓝移.利用原子力显微镜和扫描电子显微镜研究了其它条件对聚合物微球有序排列的影响,发现聚合物微球在pH值为3.0～13.0范围内可以形成三维有序自组装胶体晶.这是由于在不同的pH值下,聚合物微球表面发生羧基化及去羧基化反应,导致在自组装过程中微球之间和微球与介质之间作用力的变化     

针尖化学方法研究单壁碳纳米管末端羧基的解离性质

针尖化学利用化学手段对扫描探针显微镜 ( SPM)的针尖进行功能化修饰 ,将其作为化学反应的“探针”用于研究表面的局域化学反应性质、跟踪表面发生的化学反应过程等 [1] .用针尖化学技术来研究自组装膜 ( SAMs)表面酸碱基团的局域解离性质 ,称之为化学力滴定 [2～ 8] .利用表面缩合方法将单壁碳纳米管短管组装到 AFM针尖上 ,通过测定针尖上碳纳米管的末端基团与羟基自组装膜表面之间的粘滞力 ,研究碳纳米管末端羧基的解离性质 ,可得到碳纳米管结构与化学性质的信息 .1　实验部分1 .1　碳纳米管针尖和羟基末端自组装膜的制备　基底 [Si( …     

利用超分子接枝聚合物体系制备具有pH响应能力的高分子囊泡及其在药物控制释放方面的应用

利用自由基聚合的链转移反应,制备了以羧基为端基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-COOH),然后以该聚合物作为亲水的侧链,利用其羧端基和聚(4-乙烯基吡啶)(PVPy)疏水主链上的吡啶基团间的相互作用,在共溶剂DMF中形成超分子两亲接枝聚合物体系,在上述体系中逐滴加入水可以使其通过自组装形成高分子囊泡.通过控制PVPy与PNIPAM-COOH的质量比在1～3之间,可以控制囊泡尺寸在130～330nm之间.由于囊泡中含有吡啶基团,因而该囊泡具有pH敏感性.以日落黄为药物模型,以这些pH敏感性囊泡作为药物载体,通过调节环境的pH值可以实现对药物的控制释放.     

制备导电聚合物-半导体纳米颗粒自组装膜

中国科学院基础局“九五”重大项目资助（ KJ950-A1-505-02）　　有机-无机纳米复合材料在高级功能器件制造中有巨大的应用前景 .这些器件中需要控制其中各个组分在纳米、甚至分子尺度上的取向 [1]（ orientation）和组织 [2]（ organization） ,因为它们的功能强烈地依赖于其局部化学微环境和相关结构的尺寸 .近年来 ,逐层自组装（ Layer-By-Layer Assembly）技术作为一种制备多层超薄复合膜的新方法已引起广泛关注 .采用具有相反电荷的聚电解质与表面修饰的纳米颗粒 ,通过逐层自组装过程 ,是制备分子有序排列的纳米多层复合结构膜材料…     

功能化单层碳纳米管的自组装

研究了功能化的单层碳纳米管与重氮树脂高分子之间的自组装性能。经过功能化的单层碳纳米管在端头连接有羧基和羧酸根,这些基团可以同重氮树脂重氮基团作用成键,这种键是光敏性的。经紫外光照射后,羧酸根同重氮基之间转变成共价键连接,增加了自组装膜的稳定性。     

羧基负离子型聚电解质与重氮树脂的自组装及自组装膜的光和热反应

带相反电荷的聚电解质的自组装,由于方法简单,对环境无污染,近年来备受重视［１～８］。以重氮树脂为聚正离子的聚电解质复合物,由于光照时重氮基分解,致使复合物的离子键转为共价键,溶解性发生重大改变,从而以重氮树脂为聚正离子的聚电解质复合物是一种新的光成像体系［９,１０］。张希等用重氮树脂与聚苯乙烯磺酸钠成功地制备了对极性溶剂稳定的自组装超薄膜［１１］。本文用羧基负离子聚电解质与重氮树脂进行自组装,并研究该自组装膜的光,热反应。羧基负离子聚电解质与重氮树脂的自组装超薄膜,文献上报道较少。１　聚丙烯酸钠…     

碳纳米管有序排列的研究进展Ⅰ碳纳米管的多维排列

综述了近年来制备碳纳米管的有序排列的情况,第一部分主要概括碳纳米管的多维排列,第二部分包括:(1)碳纳米管的一维排列;(2)有序排列碳纳米管的表征技术;(3)有序排列碳纳米管的应用。     

碳纳米管有序排列的研究进展Ⅱ碳纳米管的一维排列、表征以及应用

综述了近年来制备碳纳米管的有序排列的情况,第一部分主要概括碳纳米管的多维排列,第二部分包括:(1)碳纳米管的一维排列;(2)有序排列碳纳米管的表征技术;(3)有序排列碳纳米管的应用。     

毛细压力法组装纳米聚合物微球的二维有序排列

通过半连续乳液聚合的方法获得了单分散性好,数均粒径为７０６９ｎｍ的苯乙烯,丙烯酸丁酯和丙烯酸（Ｓｔ／ＢＡ／ＡＡ）高分子微球,并通过毛细压力法,成功地在玻璃基体上组装成了紧密的二维有序排列点阵结构．点阵结构的形成过程可分为成核和增长两个阶段．在二维有序排列形成过程中,微粒之间的相互排斥作用可通过添加一定浓度的电解质来进行调节．组装后的二维有序排列用扫描电镜进行了观察．     

两亲性聚合物修饰碳纳米管研究进展

随着两亲性共聚物在越来越多的领域显示出其功能,它的重要理论和应用意义正为人们所认识。用它来修饰碳纳米管,将会赋予碳纳米管更加优异的性能,因此为碳纳米管的研究提供了一个方向。本文综述了两亲性聚合物修饰碳纳米管表面的研究进展,从化学修饰和物理吸附、包裹两种修饰手段入手,着重介绍了两亲性聚合物化学修饰碳纳米管的方法和研究状况。最后,对修饰后的两亲性聚合物碳纳米管的分散性和自组装行为进行了综述。     

羧基化碳纳米管共价层层自组装膜的构建及对多巴胺的电化学检测

本文以乙二胺为连接剂共价层层自组装(LBL)羧基化的多壁碳纳米管(CMWNTs),并用于多巴胺(DA)的电化学检测。层层自组装过程利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱进行表征。与裸电极相比,修饰电极在较低的电势下对DA表现出优异的电催化特性。修饰层的厚度可通过组装层数进行有效控制,通过电化学实验优化选择组装5层羧基化多壁碳纳米管修饰电极。在0.1mol/L pH=7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中氧化峰电流与DA浓度在6~370μmol/L范围内呈线性关系,检测限(S/N=3)为0.532μmol/L。     

非标记液晶型免疫传感器检测赭曲霉素A

研制了一种基于液晶取向改变的非标记液晶型免疫传感器,并用于检测赭曲霉素A(0TA).采用戊二醛交联法将OTA同定在由自组装膜修饰的玻璃肇底表面.自组装膜能诱导液晶分子垂直排列,而连接OTA抗体后则扰乱了液晶分子取向的有序排列,导致液晶分子在化学敏感膜表面的取向发生变化,使光学信号的亮度及色彩发生变化,以此实现对OTA的...     

聚(4-偶氮磺酸苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶)与本征态聚苯胺的氢键自组装及其光电转换性能

合成了一种新的共聚体——聚(4-偶氮磺酸苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶), 它含有吡啶环, 能作为氢受体与本征态聚苯胺进行氢键自组装. 在紫外光照下, 组装膜通过偶氮磺酸基的光解, 形成稳定的共价交联结构, 在电解质水溶液中也不被破坏, 可用作光电转换膜, 并能在盐水溶液中直接测定它的光电流. 结果表明含有本征态聚苯胺的自组装膜是一种良好的光电转换材料.     

全氟并五苯在半金属Ga表面的分子二聚化及自组装单层

利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)和有机分子束沉积(OMBD)方法研究了全氟并五苯(perfluoropentancene,PFP)分子在半金属Ga表面的吸附和两维自组装. 在低覆盖度下单个PFP分子在Ga表面上表现出很高的迁移性. 在1分子单层(monolayer, ML)时PFP分子发生二聚化并在 Ga 表面上无序排列. 轻度热退火可导致PFP两维自组装: 二聚体排列为高度有序的一维分子带阵列, 带中 PFP二聚体排列为砖墙(brick wall)结构. 在高分辨 STM图中, PFP分子两端出现亮暗相反的圆形突起, 并且相邻分子的亮暗极性相反, 表明PFP分子带有电偶极矩, PFP二聚体带有电四极矩. 因此, PFP分子二聚体的形成机制可唯像解释为反向电偶极矩之间的静电吸引作用; 二聚体的砖墙排列结构可归结为同向电四极矩之间的静电排斥作用.     

聚(对乙烯基苯酚)的合成及其与重氮树脂的氢键自组装研究

带相反电荷的聚电解质,交替沉积在基片,形成超薄有序膜,通常称为静电自组装,自1991年由Decher首次阐明以来,静电自组装技术引起了广泛重视,利用氢键相互作用的氢键自组装1997年才有报道,沈家骢、张希等从聚丙烯酸和聚乙烯基吡啶通过氢键组装了有序超薄膜。和乙烯基吡啶通过氢键组装超薄膜的制备。由于静电力和氢键均很弱,此类膜对极性溶剂不稳定,如在DMF中会离解而遭破坏,我们曾报道重氮树脂（DR）与酚醛树脂间通过氢键的自组装,本文报道聚（对乙烯基苯酚）（PVPh）的制备及春与重氮树脂（DR）间的氢键相经作用,并结合光照,制备了对极性溶剂稳定的超薄膜。     

超支化聚合物胶束自组装

超支化聚合物因其独特的拓扑结构和物理化学性质,引起了科学界和工业界的广泛关注,成为高分子学科一个新的研究热点之一。近年来,超支化聚合物在分子自组装研究领域展示出了独特的潜力,实现了多维多尺度自组装,制备了各种超分子结构。而胶束是超支化聚合物最容易自组装得到的超分子结构。本文我们将系统总结超支化聚合物包括聚醚、聚酯、聚磷酸酯、聚多糖等胶束自组装行为、组装机理及其在生物医药、纳米载体、金属纳米粒子制备等方面的最新应用。     

表面引发原子转移自由基聚合制备聚电解质修饰的碳纳米管

利用聚电解质对多壁碳纳米管(MWNT)的表面进行修饰,能有效改善碳纳米管在溶剂中的分散性.首先将经硝酸氧化的碳纳米管与二甲亚砜和乙二醇反应,得到羟基修饰的碳纳米管.然后利用羟基与α-溴异丁酰溴(或α-氯丙酰氯)的酯化反应,在碳纳米管的表面引入了原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)引发基团,引发丙烯酸叔丁酯(tBA)或4-乙烯基吡啶(4VP)聚合,通过投料比的改变,得到接入量不同的聚合物修饰的碳纳米管.利用热重分析(TGA)和红外对聚合物修饰的碳纳米管进行表征.将聚合物修饰的碳纳米管进行水解(或季胺化),制备得到在水溶液中良好分散的聚电解质修饰的碳纳米管.