[发明专利]通过在液晶中的化学气相沉积(CVD)的形状受控聚合物纳米纤维的模板化合成

权利要求书

1.一种形成聚合物纳米纤维的化学气相沉积方法，包括：

在减压下将至少一种反应性单体引入至具有基底的反应室中，其中在所述基底的一个或更多个暴露区域上布置有含有液晶的介质，并且所述至少一种反应性单体通过所述介质聚合至所述基底上以在所述基底上形成所述聚合物纳米纤维，

其中所述反应性单体衍生自[2,2]-对环芳烷或经R取代的[2,2]-对环芳烷，或者衍生自1,4-亚二甲苯基或经R取代的1,4-亚二甲苯基，所述R为-C≡CH和/或-CH₂OH。

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，还包括除去所述介质。

3.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述聚合物纳米纤维的形状、取向或手性中的至少一者通过改变所述介质中所述液晶的取向来控制。

4.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中在所述聚合物纳米纤维形成时，所述介质呈液晶相。

5.根据权利要求4所述的化学气相沉积方法，其中所述介质包含热致液晶，并且所述聚合物纳米纤维的形状或取向中的至少一者通过改变所述介质的温度来控制。

6.根据权利要求4所述的化学气相沉积方法，其中所述纳米纤维的直径大于或等于50纳米(nm)至小于或等于500纳米(nm)且长度大于或等于200纳米(nm)至小于或等于100微米(μm)。

7.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述聚合物纳米纤维是在所述基底上形成取向纳米纤维的阵列的多根纳米纤维。

8.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述介质的厚度等于形成的所述纳米纤维的长度。

9.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，还包括使所述聚合物纳米纤维的表面上的反应性官能团与目标分子上的第二反应性官能团反应以使所述目标分子与所述表面缀合。

10.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述介质包含选自以下的液晶相：向列相、近晶相、C*-近晶相、蓝相及其组合。

11.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述介质包含棒状液晶。

12.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述介质还包含手性掺杂剂以形成胆甾醇型液晶，使得聚合物纳米纤维表现出手性。

13.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述反应性单体衍生自[2,2]-对环芳烷。

14.根据权利要求13所述的化学气相沉积方法，还包括在真空下使包含经取代的[2,2]-对环芳烷的前体升华；以及

将所述前体引入至温度大于或等于500℃至小于或等于800℃的热源中以使所述前体热解以形成至少一种对环芳烷反应性单体。

15.根据权利要求1所述的化学气相沉积方法，其中所述反应性单体衍生自1,4-亚二甲苯基。

16.一种制造多根聚合物纳米纤维的化学气相沉积方法，包括：

将至少一种对环芳烷反应性单体引入化学气相沉积室中至基底表面的涂覆有含有液晶的介质的一个或更多个区域上，以便通过所述介质从所述基底的所述一个或更多个区域进行所述至少一种对环芳烷反应性单体的各向异性聚合；以及

除去所述介质以在所述基底的所述一个或更多个区域上形成多根聚合物纳米纤维。

17.根据权利要求16所述的化学气相沉积方法，其中所述介质包含液晶相，并且所述多根聚合物纳米纤维的形状、取向或手性中的至少一者通过控制所述介质中的所述液晶的指向矢分布来控制。