《三重氫鍵定域組裝製備微結構可調光電複合膜》是依託北京航空航天大學，由王耀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三重氫鍵定域組裝製備微結構可調光電複合膜
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王耀
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目設計合成新型端基帶有氫鍵活性基團的線形-樹枝狀嵌段共聚物主體材料。利用嵌段共聚物自組裝特性以及該聚合物的分子識別能力，擬實現偶極偶氮苯功能分子參與複合體系的微相分離，通過三重氫鍵相互作用將客體分子定域組裝於所形成的納米微相結構中，並通過控制客體載入量來調控形成的納米微結構尺度和形狀，從而獲得線形-樹枝狀嵌段共聚物-偶極偶氮苯小分子複合膜材料。研究不同特徵的空間限域環境對偶極偶氮苯分子的聚集行為、取向效率的影響，揭示微觀環境、客體聚集行為與複合膜材料的巨觀光電回響性質之間的作用規律。利用偶極分子在電場極化下有序排列的特性以及偶氮基團的光致順反異構特性，研究在紫外光照下材料內部分子尺度上偶氮苯的分子形變對微相結構的影響，考察複合膜材料能否發生光誘導仿生動態行為，即研究複合材料的光致形變能力。為推廣和發展利用氫鍵定域組裝法製備微結構可調型功能複合膜材料提供理論和實驗依據。
結題摘要
利用超分子氫鍵組裝技術，使功能客體分子定向組裝於嵌段共聚物微相分離後形成的特殊微相區域中，從而製備有各種有序微結構的功能複合膜是超分子科學家們最重視的研究方向之一。首先，本項目按計畫完成了相關主體聚合物和客體小分子的設計合成和結構表征，分別得到項目書中設計的線形樹枝狀嵌段共聚物和端基由氫鍵官能團修飾的偶極小分子。嵌段共聚物經熱退火與客體分子自組裝得到了相應的納米微相結構。通過透射電鏡（TEM）、紅外（FTIR）光譜和差熱分析(DSC)測試等手段對膜層內部的納米結構進行了表征，通過二次諧波（SHG）方法對該膜層的光電效應進行了測試，獲得了膜層微相結構對巨觀光電性質影響等相關規律。此外，在調研基礎上，本項目研究內容中增加了合成製備PEG型可光交聯嵌段共聚物膜、PS-b-P4VP和PS-b-PEO線形兩嵌段共聚物與帶羧基的功能客體分子進行單重氫鍵組裝的研究，以求比較和探索基於單重氫鍵組裝的嵌段共聚物/功能分子複合膜微觀結構和巨觀性質。研究發現，利用嵌段共聚物與功能分子氫鍵組裝製備得到的內部形成有序微相結構的聚合物複合膜具有較高氣體選擇性和透過通量。總之，本項目研究結果證明嵌段共聚物與功能分子氫鍵自組裝方法為功能膜內部結構與巨觀性質間相關規律研究提供了有效途徑，具有重要研究價值。
