通过将胶束聚合与已经形成的模板相结合,可以产生纳米级聚合物图案。右边的图案代表了单分散球体在平面上形成单层的结果,而间隙部位是聚合物形成的地方。需要表面活性剂将单体定位在间隙部位;否则聚合物在溶液中形成,结果是一个无序的系统。我们还与橡树岭国家实验室的纳米材料科学中心就这一过程进行了合作。
薄膜
IASR开发了一种新的三步法形成超薄膜的方法。在第一步中,通过使底物与表面活性剂溶液接触,在固体底物上形成表面活性剂分子的聚集体。这些表面活性剂聚集体可以在各种各样的表面上形成,从而导致表面活性剂覆盖整个表面的双层。
在该过程的第二步,引入一个单体物种。表面活性剂层作为二维溶剂在界面处将单体浓缩。在该过程的第三步中,聚合通过化学、热或光化学手段开始。双分子层的作用是将聚合反应定位在固液界面。可选的第四个洗涤步骤可以添加到生产薄膜与聚合物暴露在一些应用需要。
IASR的皇冠体育研究人员已经成功地在高表面积的TiO2和AI2O3粉末、单晶、分子光滑的二氧化硅、云母和石墨以及氧化铝涂层的塑料芯片上形成了这种薄膜。测量的薄膜厚度从3到100纳米不等。薄膜由许多单体形成,包括四氟乙烯、苯胺、吡咯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、乙烯、丙烯和许多其他单体。一种新型聚合物的形成通常可以通过乳液聚合文献中的体系的自适应来实现。四项美国专利现已颁发给国际会计准则准则皇冠体育研究人员关于这一过程和由这一过程形成的材料。

棉花是最受欢迎的服装材料之一,因为棉花制成的织物透气,手感很好。然而,这些织物也很容易吸水,这可能会让人不舒服,在某些情况下,甚至是危险的。由于许多用于制造防水纺织品的技术,棉花的理想性能可能会丧失。应用胶束聚合法制备了一种具有良好防水性能的棉织物。这里有一个电影的链接(注意,这个文件有21mb,见下文),它展示了胶束聚合物涂层如何显著改变棉花的表面特性,而不会显著影响其他理想的特性。
在聚合物基复合材料中,有机聚合物和无机填料之间的界面决定了复合材料的许多性能,特别是拉伸或弯曲强度。胶束聚合已被证明可以改善许多聚合物/填料组合的界面,包括合成橡胶/二氧化硅;环氧树脂/玻璃和聚乙烯/玻璃。由于胶束工艺的通用性,我们期望该工艺完全适用于所有可能的填料和聚合物组合;只需要为特定的聚合物/填料对找到正确类型的胶束聚合物。
我们的实验室已经皇冠体育研究了聚合物在各种表面上的吸附,以及如何通过添加表面活性剂来修饰这种吸附。我们发现两种体系的吸附动力学有很大的不同;在我们所皇冠体育研究的体系中,聚合物的吸附速度比表面活性剂快,表面活性剂的吸附时间越长,其表面浓度就越高。这可能是一种位移效应,也可能是表面活性剂与表面吸附的聚合物相结合(即我们只测量了相对变化)。椭偏仪、x射线光电子能谱、石英晶体微天平、接触角测量和色谱法是我们应用于这些系统的一些方法。