有机超薄膜表面上形成的微米至亚微米级的规则表面结构，在超分子科学、材料科学、微电子学和细胞生物学等方面均有重要的科学意义和应用价值。图案化的交替层状结构则可以将交替层状组装技术和表面图案化的优点结合起来。由于交替层状组装多层膜的厚度可以通过调节溶液参数，如溶液的离子强度、浓度、pH 值，以及膜的沉积时间而在纳米范围内进行调控，可以制备高度可在纳米层次上精确可控的图案化聚电解质多层膜表面。利用交替层状组装技术过程中相关的构筑基元的调控，不仅可以精确地调控图案化表面的物理化学性质，为界面选择性吸附提供了一种有序的二维模板；而且可以直接制备具有特殊功能的图案化表面。而且，由于静电沉积技术的成膜不受基底大小、形状和种类的限制，可望在不同材料的基底上实现图案化多层膜表面的制备。继而，利用聚电解质多层膜图案化表面化学组成导致的表面物理化学性质的差异，通过调节带电物质沉积过程中溶液的离子强度、pH 值，以及合理运用交替沉积中各构筑基元之间的相互作用力，可以容易地控制不同功能的物质在不同区域的沉积，从而获得横向上结构与组成均可控的图案化超薄膜，这必将为超薄膜微型器件的制备奠定基础。我们研究小组在国内较早地开展了卟啉和酞箐分子、纳米微粒、生物大分子的层状组装，并发展了基于氢键、配位键和共价键的组装方法。在此基础之上，为解决交替层状组装多层膜的稳定性问题，我们研究小组提出并发展了一种将静电组装和层间光化学反应相结合，制备共价键合超薄膜的新方法。其一 48<WP=55>2004 吉林大学硕士学位论文 石峰般的操作步骤是将含有磺酸、羧酸、磷酸甚至羟基等基团的物质和含有重氮基团的聚阳离子化合物交替沉积，获得超薄膜，再用光照或加热的方法诱导层间的化学反应将层间的静电作用力转变为共价键。由于光反应前后多层膜对于溶剂刻蚀的稳定性的差异，使得这类具有光反应特性的超薄膜可以用来制备具有层状结构、高度稳定的图案化复合超薄膜。这种高稳定性的图案化超薄膜具有许多非共价键连接的图案化超薄膜所不具有的功能，如：它可以在较为苛刻的条件下作为模板来诱导某些反应的进行；而且利用聚电解质多层膜图案化表面化学组成导致的表面物理化学性质的差异以及通过界面化学方法的修饰，我们有望实现在此图案化表面上功能性物质的选择性吸附。本论文中我们利用水溶性聚阴离子聚丙烯酸与具有光活性的聚阳离子重氮树脂作为构筑基元，通过交替层状组装技术制备了具有光反应活性的聚电解质多层膜。并利用这一光敏性聚电解质多层膜光反应前后在特定溶剂中溶解性的差异，通过覆模光照以及超声洗脱，制备了图案化的聚电解质多层膜表面。为拓展这一方法的应用范围，我们利用水溶性导电高分子磺化聚苯胺作为构筑基元，制备具有导电特性的图案化聚电解质多层膜表面；并利用聚电解质多层膜图案化表面化学组成导致的表面物理化学性质的差异，成功的实现了小分子染料亚甲基兰在图案化表面的选择性吸附。进而，我们通过界面化学方法调控了图案化表面的沟槽部分的化学组成，调节了图案化表面电荷密度的差异从而增大图案化表面物理化学性质的差异，并将修饰后的图案化聚电解质多层膜表面用于选择性吸附功能性物质。