《非平面基底上磁性納米薄膜的組裝及其套用》是依託北京化工大學，由石峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非平面基底上磁性納米薄膜的組裝及其套用
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：石峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬通過在微米尺度的非平面基底上製備聚電解質和磁性納米粒子的薄膜，研究其在外加磁場中的運動情況，從而明確在溶液中單個磁性納米粒子的搬運能力；結合光化學刻蝕，製備微米級的矽納米列陣，並在其表面組裝磁性納米薄膜，並以此組裝體為單元，研究磁性納米粒子的聚集體對細胞的可控搬運和對鼠牙結構的仿生製備。這些方面的研究不僅可以將高分子化學與物理、超分子科學和納米技術相結合，為發展表面分子工程學提供新思路和新材料；而且有望實現多層次、多組分功能體的構築。
結題摘要
本項目針對介觀尺度構築基元的製備及其組裝和套用展開研究，在磁回響性構築基元的製備，構築基元的可控運動，多層膜的穩定化套用等方面取得了一系列成果。在構築基元的製備方面，我們通過交替層狀自組裝技術在微米尺度的玻璃纖維上製備了磁回響性薄膜，可以在外磁場作用下驅使玻璃纖維在水面進行可控運動和定位，從而獲得了磁回響性構築基元；結合光學刻蝕圖案尺寸精確可控與無電電化學刻蝕深度可控的優點，我們實現了單晶矽基底上圖案水平寬度和垂直深度均大於2微米矽列陣的製備，從而獲得了矽納米線構築基元和大面積連續的微/納米矽圖案化模板。在構築基元的可控運動方面，我們通過功能協同器件的設計，利用溶液pH值的調控體系與雙氧水回響的鉑催化體系的良好結合，最終可以實現多種智慧型材料的功能協同，實現了智慧型器件在垂直方向上的上浮與下潛、水平方向上的原位啟動與停止；此外，我們利用表面張力梯度和pH值回響體系實現了智慧型器件的可控運動。在構築基元的組裝及其套用方面，我們結合外磁場操控玻璃纖維運動以及玻璃纖維表面與基底表面的配位超分子相互作用，實現了亞微米尺度三維複雜結構的構築，並通過磁性表征和磁場力的計算得到單個磁性納米粒子可以拖動比自身重70倍的物體，而所使用的玻璃纖維與基底之間的超分子相互作用力的數量級為10-5牛頓。交替層狀自組裝得到的聚電解質多層膜的穩定性對於其套用研究具有重要意義，我們通過後滲透雙官能團小分子交聯劑的光交聯特性，實現了弱聚電解質在極端條件下的穩定。這些方面的研究不僅可以將高分子化學與物理、超分子科學和納米技術相結合，為發展表面分子工程學提供新思路和新材料；而且有望實現多層次、多組分功能體的構築。
