本研究的目的是以具有周期性介观孔结构的材料为连续相,以洋葱状富勒烯(OLFs)为分散相,得到两种不同介电常数的人工周期性纳米复合材料。由于洋葱状富勒烯类碳材料本身无极性,几乎不溶于水和常见的有机溶剂,极大的限制了其在液相中的加工性能。本研究在低成本制备OLFs的基础上,采用表面包覆、氧化法和乙烯基功能化等方法对碳球(石墨化程度不高的长大的纳米OLFs)进行表面改性;在碱性介质中通过改变前驱体的加入量和反应时间控制碳球表面SiO2包覆层的厚度;系统研究了氧化条件与引入的亲水性含氧官能团种类与数量之间的关系,氧化后和乙烯基功能化后碳球本身的分散性及在在水相、有机相中的溶解性能明显提高。在此基础上采用反向复合的方式,将碳球与聚合物基复合,得到了碳球空间分布均匀、与聚合物结合良好的复合材料。通过讨论上述OLFs类碳材料的表面化学调控问题,解决了OLFs类碳材料在介观孔结构的材料、聚合物中的分散性及其相容性等问题,为OLFs类碳材料在光子晶体、吸波材料、纳米生物材料等领域的应用发挥重要作用。
英文主题词photonic crystals; artificial periodicity; composite materials; surface modification