基于可设计的嵌段聚合物模板制备有序介孔二氧化硅薄膜的研究

在介孔材料形成过程中，模板分子起着重要作用。本项目设计并合成不同的两亲性嵌段聚合物模板用于制备有序介孔二氧化硅薄膜。利用它们丰富的微相分离结构，可调节分子量及亲/疏水链段比例的特性，在大范围内调节介孔的孔径，控制孔道取向。利用它们可拥有手性二级结构或强非共价键作用力的特性，诱导孔道的手性，或提高介孔薄膜的有序度。利用它们可功能化的特性，将功能性组分直接引入有序介孔二氧化硅薄膜的孔道。利用它们可被诱导微相分离形成不同有序纳米结构的特性，制备有序复合介观结构的二氧化硅薄膜。围绕以上研究内容，本课题拟解决的关键问题是：（1）嵌段聚合物模板的组成和结构与介孔孔径、介观结构和孔道取向的关系。（2）嵌段聚合物模板的非共价键力和二级结构对孔道的手性和介观有序性的影响。（3）带有功能基团的嵌段聚合物模板的设计和前驱体的转化手段。（4）纳米效应诱导下的聚合物微相分离以及对孔道介观结构的影响。

尽管嵌段聚合物模板早已在介孔材料的制备中得到应用，但针对特定需求，设计适合的嵌段聚合物模板来制备介孔材料的研究还十分有限。青年科学基金项目“基于可设计的嵌段聚合物模板制备有序介孔二氧化硅薄膜的研究”从聚合物模板的设计出发，设计合成特定的聚合物模板，导向制备二氧化硅介孔材料，在以下几个方向取得了研究成果：（1）设计合成了多肽聚合物类和两亲性两嵌段/三嵌段类聚合物模板。（2）利用多肽类聚合物模板合成了多种手型特征和孔道有序性的介孔二氧化硅材料。（3）利用DNA模板分别制备了微纳米图案引导的和具有手性光学活性的介孔二氧化硅杂化薄膜。（4）利用AB型两嵌段和ABC型三嵌段聚合物合成了多种大孔二氧化硅材料。相关研究工作在国际主流刊物，包括Angewandte Chemie International Edition、Scientific Report、Chemistry of Materials、Chemistry-A European Journal等杂志上共发表研究文章10篇。这些成果对聚合物模板制备介孔材料，特别是具有手性的介孔材料和介孔薄膜有重要的参考价值。