基于聚乳酸膜转移技术的微结构制备及研究

论文摘要

各种现代材料的表面修饰已经成为材料功能高级化和应用器件化的必要前提。在材料表面制备出一种新的功能化的微结构是实现材料表面修饰的有效途径。传统的微结构制备技术只能在特定要求的基底表面制备特定的微结构,这就限制了功能化微结构在材料表面修饰方面的应用。相对于直接在目标基底表面制备微结构,将在特定基底表面组装好的微结构转移到任意基底表面将会是一种更加有效的表面修饰方法。为此,本研究基于传统微结构制备技术,建立了一种基于聚合物膜的转移技术,实现了功能化微结构的转移。该方法操作简单,对目标基底的表面性质没有太高的要求,在材料的表面修饰方面具有广泛的适用性,为功能化微结构的应用提供了崭新的思路。研究内容包括以下三部分：1.以导电玻璃(Indium Tin Oxids, ITO)为基底,利用自组装技术和电化学沉积技术制备出金疏水膜,发展了基于聚乳酸(polylactice acid, PLA)膜的微结构转移技术,制备了可以弯曲折叠的柔性Au/PLA复合自支持膜,可以方便的把在ITO表面制备的金疏水膜转移到另一种材料表面,实现材料的表面修饰。转移过程中,利用扫描电子显微镜和接触角测量仪对金疏水膜的性质进行了表征,结果表明,薄膜表面的微结构形貌和疏水性质得到很好的保持。2.利用电化学法、化学沉积法和微滴挥发法成功制备出铜疏水膜、银疏水膜和金纳米环,采用所建立的膜转移技术将这三种微结构转移到其它材料表面。扫描电子显微镜和接触角测试结果表明,本方法可以成功转移铜、银的微结构薄膜和金的环状微结构。因此,本方法对于原始微结构的成份和结构要求不是很高,具有广泛的适用性。3.采用所建立的膜转移技术,将在导电玻璃表面制备的三维微／纳米结构的金疏水膜成功转移到铜网表面,并将所制备的疏水铜网用于油水分离的研究。相对于其它疏水铜网的制备方法而言,本方法可以选择性的修饰铜网,实现铜网表面的部分、单面或两面修饰；另外,将三维微／纳米结构的金亲水膜转移到玻碳电极(Glassy Carbon Electrode, GCE)表面制备了GCE/Au修饰电极,该修饰电极对抗坏血酸的氧化具有良好的电催化响应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米薄膜
• 1.1.1 薄膜制备技术
• 1.1.2 薄膜转移技术
• 1.2 超疏水表面
• 1.2.1 传统制备技术
• 1.2.2 薄膜转移技术
• 1.3 本研究的选题意义及研究内容
• 第2章 基于聚乳酸膜转移技术的金疏水表面的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 加热的作用
• 2.3.2 可行性分析
• 2.3.3 表面形貌的表征
• 2.3.4 表面性质的表征
• 2.3.5 薄膜厚度的表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 银、铜和金微结构的转移
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 银疏水薄膜
• 3.3.2 铜疏水薄膜
• 3.3.3 疏水薄膜厚度的表征
• 3.3.4 金纳米环
• 3.4 本章小结
• 第4章 膜转移技术的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 疏水铜网
• 4.3.2 修饰电极
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文