嵌段共聚物pspaa接枝溶剂响应型智能表面的制备及其响应行为的研究

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1、嵌段共聚物PS-PAA接枝溶剂响应型智能表面的制备及其响应行为的研究摘要“智能材料”的概念源自于大自然中各类生物体，能够模拟、模仿，乃至最后制备仿生材料一直是人类自有科学以来追逐的目标。随着人类对微观世界认知能力不断加强，使得人类对于仿生材料的研究进入了一个新的阶段。对于功能表面，尤其是智能表面的不断需求，驱使着人们在分子水平上研究材料的构效关系。在外界刺激下，表面物质的物理、化学状态能发生可逆性的变化或者切换的智能表面，已经吸引了各国学者的研究兴趣。众所周知，固体表面的润湿性与其化学成分密切相关。固体表面自由能越大，就越容易被润湿；

2、固体表面自由能越小，就不易被润湿。因此，寻求和制备同时含有高表面自由能和低表面自由能组分，且两种组分可以被不同溶剂选择的固体表面，是制备溶剂响应型智能表面的前提条件。将混合物分子刷，末端羧基或氨基化的烷烃聚合物，嵌段共聚物等通过“graftfrom”和“graftto”的方法接枝到各种基体表面，是常用的制备这类表面的方法。用不同性质的溶剂处理表面，可以使表面润湿性发生可逆的转变。然而，已有报道的制备方法，普遍操作复杂，表面组成可控性、可逆性和稳定性较差，重复性不佳，响应范围小，这些限制了这类表面的应用。本文中，我们提出了如下的溶剂响应

3、型智能表面构筑策略：通过硅烷偶联剂在Si或玻璃表面接枝两亲性的嵌段共聚物PS-PAA，使所得的表面对不同性1质的溶剂具有响应性。并通过FTIR、H-NMR、SEM、AFM和接触角等测试对所得表面进行了表征。所有的步骤简单，所得表面组成可控，稳定性、重复性好，表面对溶剂的响应变化过程可逆。然后，我们通过表面粗糙结构增强了智能表面的响应性，使表面可以在超疏水和近超亲水状态之间进行可逆的转变。关键词：溶剂响应型智能表面，嵌段共聚物，表面接枝，粗糙结构-I-PreparationofCopolymerPS-PAAGraftedSolventR

4、esponsiveSmartSurfacesandInvestigationontheResponsiveBehaviorABSTRACTSmartsurfacesarealsocalledasadaptive/orresponsivesurfaces,whicharethesurfacesofmaterialswithinterfacialpropertiescapableofundergoingreversiblechangesrespondingtoexternalconditionsorstimuli.Withtime,muc

5、hinteresthasbeencastonthosetailoredsurfacesofwhichtopmostlayerincorporatesallofthenecessaryelementscontrollingapredictable‘smart’or‘intelligent’surfaceresponse,oravariablesurfaceresponseunderdifferentconditions.Anumberofapproacheshavebeendevelopedtoreachthisgoal.Asknown

6、that,thewettingpropertiesdependstronglyonthecompositionofthesurfaces.Thesurfacewhichhashighsurfaceenergyiseasyforwetting,whilethesurfacewhichhaslowsurfaceenergyisdifficultforwetting.So,itisimportanttofindandprepareasurfacecontainingbothhighsurfaceenergyandlowsurfaceener

7、gycompositions,whichcanbeselectedbydifferentsolvents.Mixedpolymerbrush,end-functionalalkylpolymerandblockpolymerareusuallygraftedtothesurfacesvia“graftfrom”and“graftto”methodstocreatesmartsurfaces.Withtreatmentsofdifferentsolutions,thesurfacecouldbereversiblyturnedbetwe

8、enhydrophobicandhydrophilicowingtotherearrangementorreorganizationofpolymerchainsontopmostsurface.However,thos