[发明专利]表面具有多重性质的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面具有多重性质的复合材料及其制备方法。

背景技术

近十年来，由于在微电子，磁储存，感应器件，超导材料以及环保化工填料等很多方面具有的独特性质，环状或棒状结构材料，尤其是纳米尺度范围内的环状或棒状复合材料，成为了科学研究的一个热点和重点。很多不同结构，不同组成，不同类型，不同尺度的环状材料已经相继被开发出来，并且取得了可观的理论研究价值和实际应用价值。当前应用比较广泛的是利用平板印刷技术、模板法、超声刻蚀法来制备环状结构材料。但是这些方法普遍面临的问题是不能够大规模生产，而且对材料的组成、结构限制都很大。

与此同时，表面具有双重性质(Janus)的微观颗粒的研究也成为热点。制备表面同时具有不同化学性质的颗粒，对于分子识别和控制自组装过程非常重要。目前报道最多的是将带电荷的微球分散在水-气界面或液-固界面处，或将微球部分嵌入石蜡介质中，然后进行改性；这些方法都仅具有理论研究的价值，由于要求微观颗粒必须在介质表面单分散，从而限制了大量制备；另外各种复杂的处理方法也带来了很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供表面具有多重性质的复合材料及其制备方法。

本发明提供的表面具有多重性质的复合材料，由基底以及位于所述基底表面上不同的材料组成；其中，所述基底为管状或纤维状；

所述基底为纤维状时，所述基底的表面由一个侧表面和两个端面组成，构成每个面的材料为一种，构成所述三个面的材料至少为两种；

所述基底为管状时，所述基底的表面由一个外侧表面、一个内侧表面和两个端面组成，构成所述外侧表面和内侧表面的材料相同，构成所述两个端面的材料相同或不同，构成所述外侧表面和内侧表面的材料与所述构成两个端面的材料相同或不同；

所述基底选自下述元素的氧化物或氢氧化物中的至少一种：硅、铝、钛、镁、锆、铁、锌、锡、和钙；

构成所述两个端面的材料为下述材料A-材料C中的任意一种，所述材料A为功能基团为式I所示化学基团的材料，所述材料B为式I所示化学基团与纳米颗粒通过正负电荷吸引组成的复合物，所述材料C为以式I所示化学基团为重复结构单元的聚合物；

R-C_nH_2n-

(式I)

式I中，n为0-24的整数，R为-H、-NH₂、HS-、-SCN、-NHCONH₂、C1-、NH₂(CH₂)₂NH-、(CH₃)₂-C(Br)-C(O)-NH-、-SO₃、-Ph-SOCl₂、-Ph-SO₃、2，3-环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、(CH₂)₃-S_x-、-CH₃、CH₂＝CH-或Ph，所述(CH₂)₃-S_x-中，x为1-4，Ph为苯基；

所述纳米颗粒选自金属纳米颗粒、无机物纳米颗粒和有机物纳米颗粒中的至少一种；所述金属纳米颗粒选自下述金属的纳米颗粒中的至少一种：Au、Ag、Fe、Pd、和Pt；所述无机物纳米颗粒选自下述化合物的纳米颗粒中的至少一种：SiO₂、TiO₂、GeO、FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃、Al₂O₃、SnO₂、Cu(OH)₂、Eu₂O₃、MnFe₂O₄、CaCO₃、CdS、CoO、NiO、ZnO和CeO₂；所述有机物纳米颗粒选自下述聚合物的纳米颗粒中的至少一种：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚马来酸酐、聚丙烯酰胺、聚苯胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、磺化聚苯乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、聚二烯丙基二甲基氯化铵、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚吡咯烷酮、海藻酸钠、羟烷基淀粉、聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；