功能性图案化复合膜的制备及其性能研究

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本文首先基于多巴胺在水溶液中易于自聚的特点,采用自组装法构筑了功能性表面皱纹结构,考察了聚合时间、多巴胺溶液浓度和预拉伸率对聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底表面生长的聚多巴胺膜表面皱纹化形貌的影响。结果表明:表面皱纹周期随多巴胺聚合时间的延长和多巴胺浓度的增大而增大,随预拉伸率的增大而减小。其主要原因在于,多巴胺聚合时间和浓度影响了所形成的聚多巴胺薄膜的厚度;预拉伸率越大回缩时储存的应变量越大,故其皱纹周期越小。对聚多巴胺膜还原银纳米颗粒还进行了初步研究。在常温下,AgNO3浓度为10 mg/mL和沉积时间为24 h时,直径约为150 nm银纳米颗粒成功还原并附着于聚多巴胺图案化的PDMS基底上。此复合膜有望在拉曼增强和生物医用材料等方面获得应用。其次,采用了一种简单高效的方法制备了图案化的导电高分子复合膜,即利用氧等离子体处理PDMS基底,然后用旋涂法在基底表面形成聚苯胺(PANI)薄膜,利用PANI薄膜的氧化性,原位沉积生长制备了皱纹化的PANI和PANI/聚吡咯(PPy)复合膜。研究了PDMS基底的模量和原位沉积循环生长次数对复合膜表面皱纹的影响,跟踪了薄膜紫外可见吸收和导电性的变化。结果表明:皱纹周期随PDMS基底模量增大而减小,但与原位沉积生长循环次数没有明显的依赖关系。其导电性随循环次数的增加而逐渐增加,显示了该材料在柔性器件等方面具有极大的应用潜力。复合膜随着循环次数的增加,皱纹周期逐渐增大,电性能逐渐优越,展示了该材料在柔性电极方面具有极大的应用潜力。
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