非傳統方法製備聚合物圖案及其碳管陣列生長套用研究

《非傳統方法製備聚合物圖案及其碳管陣列生長套用研究》是依託廈門大學，由李磊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非傳統方法製備聚合物圖案及其碳管陣列生長套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李磊
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

隨著材料科學的發展，單純的體相材料或膜材料無法勝任高集成、高智慧型的需要，越來越多的材料需要通過微觀圖案化來實現更高級的功能。經過前期大量基礎研究，我們可以方便地利用自下而上的方法製備二維、三維尺度上的有序結構。它們具有形貌可控可調、易於化學修飾等諸多優點。本研究擬從聚合物分子設計、合成出發，利用靜態呼吸圖法和溶劑受限揮發方法，精確調控聚合物/催化劑前驅體膜在基板上的形貌和多級結構，並實現大面積、無缺陷、單疇化。以此為模板，經過交聯、熱解等處理，得到預期結構的無機圖案，以化學氣相沉積法製備碳管陣列。通過形貌調控、催化劑的選擇、基板表面改性、CVD工藝條件控制等多種方法在基板上實現高度取向、結構可控、規整碳管陣列。進一步以摻雜、刻蝕的方法最佳化場發射性質，並實現較好的重現性。系統研究結構形貌和多級結構與場發射強度與增強因子之間的關係，篩選出最優結構和形貌並實現器件化。

結題摘要

隨著材料科學的快速發展，傳統的膜材料無法滿足智慧型化的需求，材料表面的微觀圖案化越來越受到重視。靜態呼吸圖法就是一種利用冷凝液滴為模板製備聚合物多孔陣列的方法。經過前期研究，我們可以實現了靜態呼吸圖法製備二維、三維尺度上的有序陣列。在對形態呼吸圖陣列進行形貌可調和化學修飾的同時進一步地探究呼吸圖的形成機理。本研究從聚合物分子設計和合成出發，利用呼吸圖氣氛調控多孔聚合物膜的陣列和孔結構並探討呼吸圖的形成機理。基於二維膠體晶體完成了納米環製備和圖案化碳納米管生長等工作。結合超交聯法製備了多級孔聚合物薄膜並對其性能進行最佳化，擴展了靜態呼吸圖法在聚合物圖案化領域的套用。