使用二氧化硅微球作為模板制備有序表面多孔聚酰亞胺薄膜示意圖
中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研發(fā)中心在有序多孔聚合物薄膜制備方面取得新進展。
研究人員提出了制備有序表面多孔聚酰亞胺薄膜的簡易方法。首先將聚酰胺酸（PAA）/二甲基甲酰胺（DMF）溶液與二氧化硅微球混合，然后在真空下干燥，從而得到有序表面PAA/二氧化硅復合薄膜。通過熱亞胺化和去除二氧化硅，得到了二維有序表面多孔聚酰亞胺薄膜。其中，二氧化硅微球表面的羰基與PAA鏈之間較強的氫鍵相互作用，促進了二氧化硅微球在PAA/DMF溶液中的擴散，從而幫助PAA/二氧化硅膠體溶液通過溶劑蒸發(fā)自組裝。研究人員還考察了制得的聚酰亞胺薄膜的潤濕性，發(fā)現(xiàn)該聚酰亞胺薄膜的有序表面結構可將薄膜潤濕性從親水性改為疏水性。
該制備方法簡單，無需制備特殊模板、無需對反應條件進行精確控制；而且，可用于大規(guī)模制備有序多孔聚酰亞胺薄膜。通過改變二氧化硅微球的量和尺寸，即可調控多孔聚酰亞胺薄膜的孔徑和多孔結構。該方法簡便易且可用于制備其它有序多孔聚合物薄膜。
二維/三維有序聚合物薄膜在催化劑、分離、光子晶體、納米電子學、生物工藝、納米結構材料合成等領域具有廣闊應用前景。聚酰亞胺材料具有良好的介電、熱、粘結、二維穩(wěn)定性，主要用于航空和電子工業(yè)。制備兼具良好聚酰亞胺和多孔材料性能的有序多孔聚酰亞胺一直是該領域的研究熱點。以往報道的方法或需對反應條件精確控制，或制備過程費時費力，且都不適于大規(guī)模制備多孔聚酰亞胺。
該研究得到了國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體科學基金和國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目的支持。研究結果發(fā)表在Langmuir（Langmuir 2010, 26(23), 18357–18361）。
