新材料制成的保护性疏水膜可改变其表面性能

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Skoltech设计、制造和材料中心(CDMM)的研究人员建议使用基于磺酰亚胺的树状大分子制造单分子厚膜,并实际上由这种新材料制成了这种保护性疏水膜,可以对其进行改性以实现其他所需的表面性能。

图片来源:斯科尔科沃科技学院

研究背景

新材料的快速发展刺激了对先进表面保护和改性技术的需求。科学家们正在忙于寻找方法来延长材料的使用寿命并创造新的有用功能,同时保持其自然特性不变。到目前为止,通常已将聚合物用于此目的。

但是,将聚合物与其他类型的保护剂一起使用可以改变材料的自然属性,例如透明度,导电性或硬度。一项有前途的研究将是创造出薄的单分子层,该层可以赋予表面以有用的特性,而又不影响材料的固有特性,并且树状聚合物跻身于单层的潜在候选者之列。

“树枝状分子是独特的分子,具有高度有序的均匀单分散结构和高水平的树状分支,其至少1 nm且具有严格定义的分子量,”博士Julia Bondareva说道。他的研究提出了将树枝状聚合物用于功能性表面涂料的想法。

方法与结论

有很多方法可以在表面上创建和应用膜,但是很少有方法可以控制膜的厚度。科学家使用众所周知的Langmuir-Blodgett技术获得具有规则结构的超薄膜,并将其应用于表面。

朱莉娅·邦达列娃(Julia Bondareva)解释说:“ 事实证明,树枝状大分子的萘基不仅控制了薄膜的疏水性,而且还使树枝状大分子之间形成了额外的键结,从而形成了致密而稳定的薄膜。”

有趣的是,研究表明表面润湿性取决于膜的粗糙度。进一步的研究应能够基于疏水性官能团的空间排列预测树枝状聚合物膜的润湿性。这将是树枝状聚合物合成计划和实施中的一大进步。

科学家创建了疏水表面作为模型,证明磺酰亚胺树状聚合物可以充当稳定膜的基石,赋予该膜具有特定的有用功能,具体取决于所使用的官能团。选择正确的官能团使得能够与药物分子选择性键合,因此,使用树枝状大分子进行药物转移。

另外,如果官能团具有发光性质,则树枝状聚合物可以用作传感器,那么树枝状聚合物可以具有多种其他用途。

文章来源:phys.org

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