圆柱状高分子刷合成可溶性有机硅纳米线

1、圆柱状高分子刷合成可溶性圆柱状高分子刷合成可溶性有机有机-硅纳米线硅纳米线第十五组第十五组成员成员: 苏燕苏燕 凌新圳凌新圳 邱勇邱勇 顾桂新顾桂新 刘永飞刘永飞 王群玥王群玥 绪绪 论论 目前，在所有的纳米材料中，准一维纳米材料的制备和性能研究仍然是纳米材料研究的热点和重点。但准一维纳米材料的尺度控制是一个很大的难题。 这里介绍了一种利用具有核-壳层结构的圆柱状高分子刷合成了可溶性的有机硅纳米线，并且这些纳米线的长度和直径可以通过控制高分子刷主侧链聚合度的方法来实现。主要内容主要内容n高分子刷n试验介绍 n试验结果n应用前景 第一部分 高分子刷高分子刷高分子刷 所谓高分子刷，指高密度地将聚合

2、物分子链的一端联接于各种界面或聚合物链上而形成的一种特殊均聚或共聚高分子体系。表面所连接的分子链尺寸比较规整 ，其密度足够大以致使聚合物分子链之间的距离很小 ，从而产生一定的斥力 ，迫使分子链与表面垂直地向外伸展以避免分子链的重叠 ，形成类似“刷子”的构造。 高分子刷的结构类型高分子刷的合成方法核壳高分子刷合成核壳高分子刷合成n两块大单体的自由基聚合反应 (grafting through)n两种不同的引发单体通过连续的原子转移自由基聚合嫁接到含有引发基的主链上(grafting from).AFM images of a coreshell polymer brush (AA37-b-nBA

3、761500) on mica: height image (left) and phase image (right).圆柱状高分子刷的性质圆柱状高分子刷的性质n溶解性（Solution Properties）n体积性（Bulk Properties） 由于圆柱状高分子刷奇异的结构导致了其性质的特殊性，其在准一维纳米材料的制备上有着广阔的应用。这里介绍利用圆柱状高分子刷合成可溶性有机硅纳米线 。 第二部分 试验介绍可溶性有机硅纳米线和无机硅纳米线的合成PBIEMAPTS203200 CPBSAPTS20-b-OEGMA573200 CPBS(SiO1.5)20-b-OEGMA573200CP

4、BS无机硅纳米线 在苯溶液中，以CuBr作催化剂，PMEDTA作配位体，用原子转移自由基聚合法合成可溶性有机硅混合纳米线。第三部分 试验结果样品的AFM表征bcdAPTS203200 CPBSAPTS20-b-OEGMA573200 CPBS(SiO1.5)20-b-OEGMA573200CPBS c与b相比，高度、宽度的增长是由于POEGMA的快速增长。而d与c相比，宽度和长度分别减少24%和12%，其横纵的收缩反映了浓缩交联后失去甲氧基。d的高度比c高了45%，这可能是由于交联后PAPTS无法平整的吸附在云母片表面上引起。高分子刷 高度(nm) 宽度(nm) 长度(nm)b1.435321

5、c4.476322d6.458283AFM的测量结果可溶性有机硅纳米线的表征 利用AFM, TEM, CYRO-TEM测定有机硅混合纳米线绝对尺寸。数均长度（nm）直径（nm）长径比（nm）壳厚度（nm）a27629930_b280302131367c285409.5130455 合成一系列不同尺寸的纳米线，说明该方法对外形的结构控制。不同聚合度的主侧链的CPBs合成了不同尺寸硅纳米线 将得到的有机混合纳米线在700oC下热解生成无机硅纳米线。无机硅纳米线的AFM照片如图所示。箭头所指处的横截面的高度为1.3nm，宽度为31nm，长为276nm。并通过热重分析得到混合纳米线中的硅含量为3.53

6、%，最后得到无机硅纳米线 。应用前景应用前景 在制备各类准一维纳米材料上，尤其是制备大小可控的准一维纳米材料上有着广阔的应用前景。 例如： 合成磁极限纳米颗粒 合成半导体纳米颗粒 异质结纳米结构材料的制备主要参考文献主要参考文献1Zhang.M.F., Mu ller. A. H. E. Cylindrical Polymer Brushes. J. Polym. Sci. A 43, 34613481 (2005).2JIAYIN YUAN, YOUYONG XU, ANDREAS WALTHER, SREENATH BOLISETTY, MANUELA SCHUMACHER1,HOLGER

7、 SCHMALZ, MATTHIAS BALLAUFF AND AXEL H. E. MU LLER. nature materials VOL 7( 2008). 717-7223Zhang, M., Breiner, T., Mori, H. & Muller, A. H. E. Amphiphilic cylindrical brushes with poly(acrylic acid) core and poly(n-butyl acrylate) shell and narrow length distribution. Polymer 44,14491458 (2003).

8、4 Wang, X. et al. Shell-cross-linked cylindrical polyisoprene-b-polyferrocenylsilane (PI-b-PFS) block copolymer micelles: One-dimensional (1D) organometallic nanocylinders. J. Am. Chem. Soc. 129,56305639 (2007).5 Yuan, J., Drechsler, M., Xu, Y., Zhang, M. & Muller, A. H. E. Cadmium selenide nanowires within