《原位可控的導電聚苯胺固/液界面的浸潤性研究》是依託北京航空航天大學，由朱英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原位可控的導電聚苯胺固/液界面的浸潤性研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：朱英
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在外場(光照、電場和pH等)誘導下具有浸潤性回響的智慧型表面已在微流體、可控分離、生物醫藥等領域呈現出誘人的套用前景。與其它智慧型材料相比，導電聚苯胺不僅提供可控浸潤性的表面，並且這些表面還兼具導電性和電化學活性。為此，導電聚苯胺可控浸潤性的研究已成為新的研究熱點之一。微/納米複合的有序結構不僅是納米材料獲得高性能的重要因素之一，而且可以增強浸潤性轉化的程度。因此，本申請擬採用無模板自組裝法，製備三維微/納米有序結構導電聚苯胺，並在電場作用下原位控制其固/液界面浸潤性的可逆轉化。本項目的創新之處在於:(1)一步法將一維或二維納米結構自組裝成三維微米有序的複雜結構。(2)實時檢測固/液界面的接觸角的變化。(3)原位實現導電聚苯胺固/液界面超疏油與超親油可逆轉化的開關效應。預計本申請的研究成果不僅為導電聚合物微/納米有序結構的製備提供一種簡單的方法，並且將拓展智慧型材料的範圍和開發新的技術套用前景。
結題摘要
導電聚合物微納米結構既有可逆的氧化還原活性，又具有納米材料獨特的納米效應，在智慧型感測材料、光-電子器件、隱身技術等領域具有重要的技術套用。本項目採用無模板法和電化學法，成功實現了多級微納米結構的導電聚合物的可控制備；並在氣-液-固三相體系，通過電化學氧化還原實現了原位可逆控制液滴在導電聚合物表面的浸潤性和粘附性；並初步實現了導電聚合物微納米結構在微液滴操縱、可控油水分離領域的套用。 提出了基於膠束軟模板的多樣性和可調性以及氫鍵相互作用協同效應的新方法，採用化學或電化學方法實現了多尺度導電聚苯胺微/納米結構的可控制備。例如，以8-羥基喹啉-5-磺酸為摻雜劑，製備了pH值回響的螢光特性的六邊形內管的聚苯胺微管。以L-賴氨酸為摻雜劑，得到了具有毛刷、空心雙球、多腔體空心球的多級微納米結構聚苯胺。在此基礎上，採用該方法，可控制備了三維導電聚吡咯、聚乙撐二氧噻吩微納米結構，驗證了該方法的普適性。採用電化學方法製備了具有超疏油特性的聚苯胺納米纖維陣列膜，並通過控制聚苯胺的氧化還原電位，實現了聚苯胺薄膜從超疏油和高粘附的特性可逆轉化為超疏油和低粘附性能。並以該智慧型薄膜為機械手，成功實現了液滴的無損失輸運。在有機溶劑和鹽酸水溶液的界面上，採用電化學界面聚合得到了具有雙面結構的導電聚吡咯薄膜，該聚吡咯薄膜面向上層水相面具有各相相同的類荷葉結構，而面向下層有機界面顯示各向異性的類蝴蝶翅膀溝槽結構。在固液界面，該水相面薄膜顯示出低粘附的超疏油特性，而油相面薄膜在平行和垂直與溝槽的方向，顯示出各向異性的粘附性的超疏油特性。此外，製備了系列導電聚合物微納米結構薄膜，並實現了智慧型回響的可控油水分離。 研究成果發表在Energy Environ. Sci., J. Mater. Chem., Soft Matter等權威期刊上，發表論文14篇，其中SCI收錄13篇，其中3篇被封面和封底報導；申請專利3項，其中授權發明專利1項；獲得2011年北京市科技獎一等獎1項。
