通过溶剂蒸汽化在同聚合物功能化基质上组装垂直块共聚合物纳米孔

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 由于表面能量差异很大,块共聚物的自组装对纳米制造具有挑战性.
• 实现有序的纳米孔数组需要对域定向和接口属性的精确控制.

研究的目的:

• 开发一种强大的协议,用于制造具有高度排序的圆柱形纳米孔阵列的薄膜.
• 研究同聚合物混合和基板功能化在控制自组装中的作用.
• 了解溶剂膨胀和聚合物分子重量对纳米孔形态学的影响.

主要方法:

• 使用自组装的聚乙烯块-4-乙烯胺 (PS-b-P4VP) 双块共聚合物与P4VP同聚合物混合.
• 使用乙进行受控的溶剂蒸汽回火 (SVA).
• 功能化基板使用基终结聚2-乙烯二 (P2VP-OH) 或聚甲基酸 (PMMA-OH) 刷子.

主要成果:

• 使用P2VP-OH功能化和弱溶剂选择性 (乙) 实现了垂直域定向.
• 证明了聚合物的平衡溶剂膨胀稳定了垂直气方向.
• 通过控制P4VP同聚合物添加和提取,展示了可调节的孔径大小和高比例 (>10) 的纳米孔径阵列 (直径<10 nm,周期<23 nm).

结论:

• 通过区块共聚合物自组装建立了一个强大的制造有序纳米孔阵列的协议.
• 均衡的溶剂膨胀对于实现所需的垂直域定向至关重要.
• 该方法允许创建适合先进纳米制造的高比例纳米孔.