一种纳米超材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米超材料及其制备方法和应用，属于超材料技术领域。本发明专利技术提供的纳米超材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将可与金属离子配位的嵌段共聚物、金属离子与溶剂混合，然后加入碱配制成分散相溶液；(2)将表面活性剂与极性高的液体配制成连续相溶液；(3)采用所述分散相溶液和所述连续相溶液制备一次乳液滴；(4)将所述一次乳液滴通过过滤膜制备二次乳液滴，固化后得到所述纳米超材料。本发明专利技术的方法采用双动力学路径控制方法，制备获得的纳米超材料具有纳米尺度的结构单元与整体尺寸，借助内部复杂的级次结构，能够实现生物成像等领域的应用。物成像等领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米超材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及超材料
，具体涉及的是一种纳米超材料及其制备方和应用。

技术介绍

[0002]超材料是一种具有复杂的人工级次结构的复合材料，该结构包括人工设计的(常常呈现为周期性)结构单元。通过对涉结构单元的关键参数进行合理调控，使得复合材料能够获得超越常规(或传统)材料的理化性质，比如宽范围的热膨胀系数，可编程的刚度或耗散，刺激触发的负的本构参数等，进而获得在声学、热学、电磁学等领域的广泛应用。超材料无论是在基础研究还是实际应用都拥有巨大的潜力，是一个独具魅力的研究领域。
[0003]目前超材料的应用领域、结构特征及制备方法主要具有以下特点：首先，超材料的应用领域集中在声学、热学、电磁学等领域。借助尺寸范围在微米、毫米甚至厘米尺度的人工设计的结构单元，通过调制其与电磁波等因素的相互作用，进而产生自然界或者化学合成材料从来没有过的新颖的理化性质。在此基础上，超材料研究的新的子领域也逐渐出现，比如热学、声学等。再次，对于具有复杂级次结构的超材料的制备，制备方法多数为依赖温度的热力学方法。比如利用有机聚合反应、热学沉积等技术，制备获得人工设计的结构单元，并进一步地将其组装获得复合结构。
[0004]综上分析，目前超材料
尚有一些技术问题和技术空白：1)当前的超材料大多是微米、毫米甚至厘米尺度。这种尺度范围在医药生物领域的应用过程中存在尺寸局限性，比如癌症治疗、药物运输、生物成像等领域常常需要材料为纳米尺度。2)具有复杂级次结构的超材料多采用热力学的制备方法，而极少利用不受温度限制的动力学方法。热力学方法依赖于体系的温度T
eff
(w)，限制了制备具有复杂级次结构的超材料的自由度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种纳米超材料及其制备方法和应用，本专利技术的制备方法采用双动力学路径控制方法，其能够同时调控体系的两个动力学过程，实现对温度恒定的系统中非平衡状态的稳定；本专利技术获得的纳米超材料具有纳米尺度的结构单元与整体尺寸，借助内部复杂的级次结构，能够实现生物成像等领域的应用。
[0006]本专利技术首先提供了一种纳米超材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将可与金属离子配位的嵌段共聚物、金属离子与溶剂混合，然后加入碱配制成分散相溶液；
[0008](2)将表面活性剂与极性高的液体配制成连续相溶液；
[0009](3)采用所述分散相溶液和所述连续相溶液制备一次乳液滴；
[0010](4)将所述一次乳液滴通过过滤膜制备二次乳液滴，固化后得到所述纳米超材料。
[0011]上述的制备方法中，所述嵌段共聚物为含有聚乙烯吡啶(PVP)链段的嵌段共聚物；
[0012]具体可为聚苯乙烯
‑
b
‑
聚4
‑
乙烯吡啶(PS
‑
b
‑
P4VP)、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶(PS
‑
b
‑
P2VP)、聚氧化乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶(PEO
‑
b
‑
P2VP)、聚二甲基硅氧烷
‑
b
‑
聚乙烯吡啶
(PDMS
‑
b
‑
PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯
‑
b
‑
聚乙烯吡啶(PMMA
‑
b
‑
PVP)、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺
‑
b
‑
聚乙烯吡啶(PNIPAM
‑
b
‑
PVP)、聚丙乙烯
‑
b
‑
聚乙烯吡啶(PtBA
‑
b
‑
PVP)、聚2
‑
乙烯吡啶
‑
b
‑
聚4
‑
乙烯吡啶(P2VP
‑
b
‑
P4VP)、聚硫酸铁
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶(PFS
‑
b
‑
P2VP)、聚丙烯酸
‑
b
‑
聚苯乙烯
‑
聚4
‑
吡啶(PAA
‑
b
‑
PS
‑
b
‑
P4VP)、聚丁烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶
‑
b
‑
聚甲基丙烯酸叔丁酯(PB
‑
b
‑
P2VP
‑
b
‑
PtBMA)、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
吡啶
‑
聚苯乙烯(PS
‑
b
‑
P2VP
‑
b
‑
PS)、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
吡啶
‑
聚氧化乙烯(PS
‑
b
‑
P2VP
‑
PEO)和聚丙烯酸
‑
b
‑
聚苯乙烯
‑
聚4
‑
吡啶(PAA
‑
b
‑
PS
‑
P4VP)中的至少一种；更具体可为聚氧化乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶(PEO
‑
b
‑
P2VP)；
[0013]所述的金属离子为Pb
2+
、Fe
3+
、Mn
2+
、Gd
3+
、Pt
2+
、Pt
4+
和Pd
2+
中的至少一种；具体可为Fe
3+
；所述Fe
3+
以FeCl3的形式加入；
[0014]所述溶剂为CH2Cl2、N,N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、氯仿、乙酸乙酯和四氢呋喃中的至少一种；具体可为CH2Cl2和N,N
‑
二甲基甲酰胺的混合溶剂；具体的，所述CH2Cl2、N,N
‑
二甲基甲酰胺的体积比为10:1；
[0015]所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
[0016]上述的制备方法中，所述分散相溶液中，所述嵌段共聚物的浓度为0.001～0.1mg/mL；具体可为0.001mg/mL；所述碱的浓度为3～5μM；具体可为4μM；
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米超材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将可与金属离子配位的嵌段共聚物、金属离子与溶剂混合，然后加入碱配制成分散相溶液；(2)将表面活性剂与极性高的液体配制成连续相溶液；(3)采用所述分散相溶液和所述连续相溶液制备一次乳液滴；(4)将所述一次乳液滴通过过滤膜制备二次乳液滴，固化后得到所述纳米超材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述嵌段共聚物为含有聚乙烯吡啶链段的嵌段共聚物；具体可为聚苯乙烯
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b
‑
聚4
‑
乙烯吡啶、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶、聚氧化乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶、聚二甲基硅氧烷
‑
b
‑
聚乙烯吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯
‑
b
‑
聚乙烯吡啶、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺
‑
b
‑
聚乙烯吡啶、聚丙乙烯
‑
b
‑
聚乙烯吡啶、聚2
‑
乙烯吡啶
‑
b
‑
聚4
‑
乙烯吡啶、聚硫酸铁
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶、聚丙烯酸
‑
b
‑
聚苯乙烯
‑
聚4
‑
吡啶、聚丁烯
‑
b
‑
聚2
‑
乙烯吡啶
‑
b
‑
聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
吡啶
‑
聚苯乙烯、聚苯乙烯
‑
b
‑
聚2
‑
吡啶
‑
聚氧化乙烯和聚丙烯酸
‑
b
‑
聚苯乙烯
‑
聚4
‑
乙烯吡啶中的至少一种；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀瑜，徐冠华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：