课题组以低能量氢离子(质子)束为引发剂,原位构建了具有各种表面功能性的交联聚合物薄膜。探讨了低能量质子束与固体表面的作用机理,提出了"Chemistry with a tiny hammer"的理论;通过对起始反应物、束流能量和剂量等的精确控制,实现了可控的表面单功能性和多功能性;探讨了质子束轰击对不饱和键的作用以及这一方法在纳米粘合技术中的应用;用带有不饱和键的聚合物分子把具有特定官能团的分子束缚住,在很低剂量质子束轰击下实现了表面交联聚合反应;在Cu、Si等基底上构建了交联的聚合物薄膜,大大提高了其抗氧化性能;研究了低能量质子束与表面自组装分子层的相互作用,并得到分布均匀的表面纳米团簇;通过预先构建带有巯基(-SH)的自组装单分子层把交联的聚合物薄膜以化学键组装到单晶硅基底上,提高了分子薄膜在实际应用中的稳定性;探索了低能量质子束轰击对表面官能化的碳纳米管薄膜的作用;使分子链中具有共轭结构的PEDT/PSS分子间发生高效的交联聚合反应,在显著提高薄膜稳定性的同时,使其导电性能得到了大幅提高。该项目的完成对于开发新型纳米薄膜材料、生物适应性材料和微电子器件等具有重要的学术和实践意义。
英文主题词hydrogen ion (proton) beam; surface; cross-linking; polymer thin films; functionality