[发明专利]纳米粒子

说明书

技术领域

所描述的技术涉及纳米粒子。

背景

通常，聚合通过使单体分子在化学反应中在一起反应以形成聚合物链而发生。在化合物中，聚合反应经由多种反应机理发生，所述反应机理归因于所反应化合物中存在的官能团和它们固有的位阻效应而复杂地变化。

反应物单体组合物在聚合过程之前一般具有第一体积，并且在聚合之后具有较小的第二体积。虽然不意图由任何特定机理所限制，但是这可能至少部分由于以下原因导致：在单独的单体之间可能存在空体积，并且当单体变得彼此连接在一起时空体积可以减少。类似地，当反应物组合物包含可聚合或可交联的树枝状大分子、低聚物和/或聚合物时，聚合的或交联的聚合物的体积倾向于小于反应物组合物的体积。

聚合和/或交联过程中的这种体积上的减少可以将瑕疵带到多种制备过程中，原因在于尺寸不稳定性。纳米技术、微电子、显示器件等中的多种当前的制备过程依赖于精度，尤其是关于部件之间的放置和间隔，其中尺寸稳定性是重要的。所得到的产品可以具有缺陷、不足，或被认为具有差的工作品质。因此，需要的是具有这样的聚合、固化或交联反应：具有从反应物组合物至最终产品的尺寸稳定性。

发明内容

概述

在一个实施方案中，纳米粒子可以具有核；以及连接至所述核的一个或多个可聚合部分，其中可聚合部分可以被设计为进行聚合、交联或固化反应。在一个实施方案中，纳米粒子可以用于防止在聚合、交联或固化反应过程中体积收缩。纳米粒子可以具有0.1nm至1,000nm的平均直径。

核可以包括纳米粒子、纳米团簇、纳米粉末、单晶、纳米晶体、纳米棒、纳米纤维、纳米杯、核壳粒子，或其组合等。纳米粒子核可以包括以下各项中的一项或多项：聚合物、类脂、脂质体、金属、合金、金属氧化物、陶瓷、复合材料、量子点，或其组合等。核可以包括金、银、铝、铂、钯、铜、钴、铁、镍、锰、钆、钼、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、氧化钴、CoCu、CoPt、FePt、CoSm、NiFe或NiFeCo，或其组合等。核可以包括金、银、铝、二氧化硅或二氧化钛，或其组合等。

在一个实施方案中，一个或多个可聚合部分可以是连接至核的反应性部分，或包括通过连接体连接至核的反应性部分，所述连接体与所述核缔合在一起。连接体可以通过离子、共价、亲水、疏水缔合或任何其他类型的缔合、偶联或键合从而与核缔合在一起的。连接体可以是直链、支链或环状的，取代或未取代的氧化烯(alkylene oxide)；直链、支链或环状的、取代或未取代的亚烷基；取代或未取代的亚芳基；支链、非支链或环状的，取代或未取代的芳基亚烷基；或其组合等。

在一个实施方案中，一个或多个可聚合部分可以被设计为通过参与以下各项而聚合：等离子体聚合、逐步增长聚合、链增长聚合、阳离子加成聚合、阴离子加成聚合、自由基聚合、开环聚合、辐射聚合、化学引发剂聚合、热聚合、齐格勒-纳塔催化剂聚合、肽合成、核苷酸合成、或蛋白质合成，或任何其他用于制备聚合物或交联聚合物的反应。例如，可聚合部分可以是可辐射聚合部分、可自由基聚合部分或可离子聚合部分。

在一个实施方案中，可聚合部分可以由下式表示：

——L-X-Y

其中L表示亚烷基、亚烯基、亚炔基、氧化烯、-(CH₂)λ-O-(CH₂)_m-；X表示单键、-O-、-O-(CH₂)_q-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)-O-、-O-T-或-O-T-C(＝O)；Y表不-P或-CH_(3-n)P_n；

其中T表示亚芳基，P表示反应性部分，l和m独立地表示1至20，q表示1至10并且n表示1至3。

在一个实施方案中，P表示(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、环醚基、乙烯醚基、羟烷基、聚氧化亚烷基，或其组合等。

在一个实施方案中，纳米粒子可以具有1至1,000个可聚合部分或者更多，如果可能。

在一个实施方案中，制备所述纳米粒子的方法可以包括：提供所述核；并且将一个或多个所述可聚合部分连接至所述核。所述可聚合部分可以被设计为进行聚合、交联或固化反应。