【摘要】：纖維素納米晶體(CNC)是一類重要的一維生物質(zhì)納米顆粒,一方面,其表面及體相表現(xiàn)出纖維素晶體結(jié)構(gòu)信息;另一方面,表面大量極性基團(tuán)的存在,使其在水體系中具有優(yōu)異的分散性能,可以通過一系列組裝手段獲得多重代表性介觀結(jié)構(gòu),如液晶、凝膠、有序組裝體等。本論文首先發(fā)展了利用提拉法獲得面內(nèi)單軸取向納米纖維素薄膜的方法,并利用上述薄膜作為模板,分別實現(xiàn)了藥物有機(jī)分子和代表性結(jié)晶高分子的取向外延結(jié)晶。對于有機(jī)小分子藥物,以吲哚美辛為例,我們通過旋涂法在單軸有序CNC基底表面制備了藥物的液態(tài)前驅(qū)體薄膜,并將復(fù)合薄膜置于溶劑蒸氣環(huán)境中促進(jìn)其結(jié)晶,最終制備出高度有序的晶體陣列。我們使用多種表征手段對晶體陣列的三維取向進(jìn)行分析并利用分子動力學(xué)模擬探究了外延生長的機(jī)理。對于結(jié)晶性高分子體系,我們在單軸取向的CNC薄膜上外延結(jié)晶出聚己內(nèi)酯(PCL)薄膜,并利用X射線衍射,小角、廣角X射線散射,以及多種顯微成像技術(shù)對其進(jìn)行表征,證明了其片晶結(jié)構(gòu)的高度三維取向,并發(fā)現(xiàn)聚己內(nèi)酯薄膜面內(nèi)取向與基底中CNC顆粒的排列方向存在一個固定的夾角。我們進(jìn)一步研究了 CNC薄膜對PCL異相結(jié)晶的成核促進(jìn)作用。此外,我們利用分子動力學(xué)模擬研究了 PCL和CNC之間的晶體結(jié)構(gòu)匹配關(guān)系,發(fā)現(xiàn)兩種晶體間的分子氫鍵相互作用是異相成核的主要驅(qū)動力。面內(nèi)單軸取向CNC薄膜亦成功誘導(dǎo)其他兩種高分子取向結(jié)晶,進(jìn)一步驗證了氫鍵相互作用是CNC薄膜誘導(dǎo)結(jié)晶高分子取向結(jié)晶的關(guān)鍵因素。值得強(qiáng)調(diào)的是,我們的組裝方法以一維納米顆粒的水溶膠為原料,采用提拉法進(jìn)行面內(nèi)單軸取向薄膜基底的制備。此方法綠色高效,可以實現(xiàn)高通量,連續(xù)性的生產(chǎn),有潛在的工業(yè)應(yīng)用價值。另外,我們深入探究了有序CNC基底對外延有機(jī)小分子和結(jié)晶性高分子的三維晶體取向和結(jié)晶動力學(xué)的影響,并實現(xiàn)了曲面基底上的有序組裝和外延結(jié)晶�；谟行蚣{米組裝體的基底可以用于各類功能薄膜材料的制備,為各種柔性功能器件的集成制造開拓了思路。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2
【圖文】：

第一章緒論逡逑例如，Ａｎｄｒｅａ邋Ｔａｏ等利用ＬＢ膜技術(shù)制備了銀納米線有序薄膜。他們首先從制備的逡逑產(chǎn)物中篩選出尺寸較為均一的銀納米線（直徑４５．３±３．６ｎｍ，長徑比４５±５），然后將納米線逡逑進(jìn)行疏水化處理并分散到ＣＨＣｂ中。隨后將銀納米線分散到水面上，由于經(jīng)過疏水化處理并逡逑且表面壓力為零，因此納米線不發(fā)生團(tuán)聚且雜亂得鋪展在水面上，呈現(xiàn)出透明的特征。接著逡逑逐漸升高薄膜表面的壓力，當(dāng)壓力升高到１４邋ｍＮ邋ｎｒ１時，該單層薄膜發(fā)生莫特絕緣體－金屬逡逑（Ｍｏｔｔ－ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－ｔｏ－ｍｅｔａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）轉(zhuǎn)變，開始呈現(xiàn)出金屬光澤。最終制備出面積可達(dá)到２０逡逑ｃｍ２的單層銀納米線薄膜，并且通過掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）顯微照片發(fā)現(xiàn)薄膜中銀納米線逡逑的排列于水槽邊緣幾乎平行（圖ｌ－２ａ－ｄ）。逡逑

ｇｇａｎ－；ｙ＾ｉ？：ｏ＾ｉｉＭＰ邋．ｔｍ＾邐８ＨＢＨ６ｌＨＨＢＥｌ？Ｅ５ｌＢＳ＾ａＳＢ５Ｓｔ２３３�。梗梗龋慑义蠄D１－２：邋ＬＢ膜技術(shù)制備的有序單層銀納米線薄膜轉(zhuǎn)移到硅片上后的ＳＥＭ照片（不同放大倍逡逑率）。［１0］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２．邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋（ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｉｌｖｅｒ邋ｎａｎｏｗｉｒｅ邋ｍｏｎｏｌａｙｅｒ邋ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ逡逑ｏｎ邋ａ邋ｓｉｌｉｃｏｎ邋ｗａｆｅｒ．邋［１０］逡逑ＬＢ膜技最大的優(yōu)點是可以制備單層有序液晶薄膜，同時也可以逐層制備形成多層的ＬＢ逡逑膜，操作過程相對簡單經(jīng)濟(jì)，具有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的前景。但該方法也有一定的缺點：首逡逑先就是在微觀尺度下ＬＢ膜制備的液晶組裝體的有序度較高（圖ｌ－２ｃ，邋ｄ），但是長程上觀察逡逑薄膜的有序度就會降低很多，并且是由很多取向各異的向列相區(qū)域組成的（圖ｌ－２ａ，邋ｂ），無逡逑２逡逑

１０邐？０？邐４０邐５０邐６０邐７０逡逑２０邋（ｄ？＾ｆｅｏ）逡逑圖１－３：邋（ａ）使用劃片涂覆的方法制備納米棒取向薄膜的示意圖。（ｂ）取向的ＬａＰ0４納米棒逡逑薄膜表面的ＳＥＭ圖片和截面圖（比例尺分別是５００邋ｎｍ——上部和右部的圖片，以及１００邋ｎｍ逡逑——左部的圖片）。（ｃ）邋ＬａＰ０４納米棒的粉末樣品和取向排列薄膜的ＸＲＤ圖譜以及相應(yīng)的晶逡逑面指示。星號標(biāo)記的包峰是無定形的玻璃基底造成的。［１６］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３．邋（ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｌｉｇｎｅｄ邋ｎａｎｏｒｏｄ邋ｔｈｉｎ邋ｆｉｌｍｓ邋ｂｙ邋ｔｈｅ邋ｂｌａｄｅ？逡逑ｃｏａｔｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ，邋（ｂ）邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ａｎ邋ａｌｉｇｎｅｄ邋ＬａＰ0４邋ｎａｎｏｒｏｄ邋ｆｉｌｍ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｎｄ邋ｃｒｏｓｓ邋ｓｅｃｔｉｏｎ邋（ｓｃａｌｅ逡逑ｂａｒｓ邋ｉｎｄｉｃａｔｅ邋５００邋ｎｍ邋－邋ｕｐｐｅｒ邋ａｎｄ邋ｒｉｇｈｔ，邋ａｎｄ邋１００邋ｎｍ邋－邋ｌｅｆｔ），邋（ｃ）邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｏｆ邋ＬａＰ0４邋ｎａｎｏｒｏｄｓ逡逑ｐｏｗｄｅｒ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ａｌｉｇｎｅｄ邋ｔｈｉｎ邋ｆｉｌｍ邋ｗｉｔｈ邋ｔｈｅ邋ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ邋ｉｎｄｅｘａｔｉｏｎ．邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｒｒｅｄ邋ｂｒｏａｄ邋ｂａｎｄ邋ａｐｐｅａｒｓ逡逑ｄｕｅ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ａｍｏｒｐｈｏｕｓ邋ｇｌａｓｓ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．［】６】逡逑３逡逑

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1 ;我國實現(xiàn)一維納米晶體精準(zhǔn)控制[J];中國粉體工業(yè);2016年05期

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本文編號：2798083