[发明专利]二维有序纳米环、纳米孔和纳米自组装单层膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种制备二维有序纳米环，纳米孔和纳米自组装单层膜的方法。本发明采用双基片法在两个基片间制备由单分散聚合物微球或单分散二氧化硅微球组成的三维有序的胶体晶体。用一定浓度的无机或有机组分的溶液来填充双基片间胶体晶体内部的空隙，再挥发溶剂后，除去胶体晶体模板，便可在基底上得到二维有序纳米环，纳米孔和纳米自组装单层膜，在纳米有序表面的构造甚至在纳米器件的制备等方面都有重要的应用潜力。本发明中填充双基片间胶体晶体内部的空隙的组分可以是钛酸丁酯的醇溶液，聚乙烯醇的水溶液或聚苯乙烯的溶液，有机发光聚合物(PPV)溶液等相应的溶液，以及十八烷基三氯硅烷等有机硅烷的溶液。

主权项

1、二维有序纳米环、纳米孔和纳米自组装单层膜的制备方法，其步骤如下：(1)将处理过的双基片相互靠近后，距离为0.05-1毫米，垂直放入含有1-5毫升质量百分浓度为0.5--2％单分散聚合物微球乳液或二氧化硅微球乳液的容器中，然后在4℃-75℃下挥发6小时--4天后便可在两块基片中间得到由单分散交联聚合物微球或二氧化硅微球组成的三维有序胶体晶体；(2)将有序胶体晶体双基片一端垂直放入质量百分比浓度为1％-40％的无机硅酸酯或钛酸酯的醇类溶液或质量体积浓度为0.1毫克/毫升-100毫克/毫升的有机小分子、有机硅烷类、水溶性聚合物、油溶性聚合物的水溶液或有机溶液中，2小时到48小时后取出空隙中有无机或有机组分的三维有序胶体晶体双基片，然后在空气中自然干燥；(3)对于无机硅酸酯或钛酸酯的醇类溶液填充空隙的三维有序胶体晶体双基片选择在400-700℃下灼烧的方法移去三维有序胶体晶体模板，然后分别在甲苯、三氯甲烷、甲醇或乙醇中超声1-60分钟；对于有机小分子、有机硅烷类、水溶性聚合物、油溶性聚合物的水溶液或有机溶液，选择用溶剂刻蚀法或超声的方法移去三维有序胶体晶体模板，最终在基片表面得到二维有序纳米环、纳米孔和纳米自组装单层膜材料。