由于微观结构在微电子学、生物学、光子材料等诸多领域的广泛应用前景,各种微结构的构筑已引起了人们的广泛关注。然而如何简便快速地构筑大面积的有序介观结构仍然是当前人们所面临的巨大挑战。近年来,自组装单分子膜中的纳米至亚微米有序结构已引起人们的注意。但直接利用自组装膜来构建微结构却仍然是个新的领域。本研究项目将借助L-B技术来实现介观有序结构在大面积表面上的快速可控自组装。由于分子之间的作用力不同,且分子与基底之间的作用力不同,因此可以通过对实验参数和不同基底的选择,实现单层自组装膜的可控组装,例如可以调控有序结构的周期。在此基础上,可以根据不同的目的将所得到的结构加以修饰,将其作为无电沉积、定位吸附、定位反应及定位结晶的模版。此外,还可将这种带有有序结构的表面进行有效的转移,如作为其它构筑微结构的模版。大面积模版的产生将给纳米印刷技术带来巨大的发展。
本研究项目借助L-B技术实现了介观有序结构在大面积上的周期可控自组装。通过改变实验参数、选择基底及适当掺杂其它成分,不仅可以实现有序自组装膜的周期可控,而且可以构筑出条纹和网格两种不同的结构。以这种单层膜结构为掩膜可以用湿法刻蚀来构筑大面积的纳米压印模板,这种结构也可以用作模板来诱导功能材料的定位组装。在研究工作中,根据国内外的研究动态,将组装技术与纳米压印等其它技术结合,构筑了多种功能材料的有序纳米结构,如金属晶体有序纳/微米阵列,有机功能分子的纳米阵列等,并对其性质及应用进行了探索性的研究,取得了有意义的研究结果。该项目的完成为介观有序结构的构筑及功能材料的有序组装提供了一种简便快捷的新途径。