项目名称: 基于巯基光点击化学的TiO2超疏图案化膜层的构筑及应用研究

项目编号: No.51502185

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 黄剑莹

作者单位: 福州大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 本项目旨在开发一种新型的基于巯基光点击化学的TiO2表面改性方法。以TiO2为研究基材,在表面接枝上可反应的乙烯基。基于巯基光点击化学方法,选择特定的硫醇或二硫化合物。在紫外光照下,膜层表面接枝上的乙烯基官能团和生物分子中二硫化合物的反应,在TiO2基材上接枝反应性官能团(如羟基、氨基、羧基、多肽等),构筑具有超疏水或超亲水性能的TiO2膜层。制备不同尺寸精度的、具有显著浸润性差异、表面接枝反应活性官能团的TiO2图案化膜层。为了拓广膜层的应用,对该改性方法和图案化技术在生物领域的应用做初步的探索。该改性方法具有反应条件简单温和、反应速率快、模块化、表面官能化等优点。本项目不仅为高效、快速构筑具有特殊浸润性、生物反应活性的钛基改性表面提供了新途径,在生物医用、环境保护、光电材料等领域具有广阔的发展空间,具有重要的科学意义和实用价值。

中文关键词: 二氧化钛;点击化学;浸润性;微图案;表面改性

英文摘要: Photoinduced thiol-ene click chemistry has been explored as a viable technique to surface functionalization due to its fundamental significance and practical applications. In this project, we present a facile UV-triggered surface modification process for the direct functionalization of TiO2 with vinyl groups containing molecules. The photo click thiol-ene reacts to construct superhydrophobic or superhydrophilic TiO2 film through vinyl groups available on the preprocessed TiO2 surface with disulfides-bearing molecules under UV light. The modified surface is grafted with reactive functional groups, such as hydroxyl, amino, carboxyl, peptides, etc. To extend the application of the modified TiO2 surface for biological functionalization, we study the site-specific modification method that can be utilized for the construction of high-precision surface patterns with various shapes and sizes by different surface patterning techniques. In addition, the potential applications of the funtional surface constructed by click chemistry modification and resultant various patterning technologies in the field of biology will be explored. The modification method can efficiently and rapidly construct TiO2 nanostructure surfaces with special wettability and biologically reactivity, and has broad space for development in the field of biomedical, environmental protection, and photoelectric materials. This program has important academic significance, which can promote the chemical, materials, environmental and biological science integration and development.

英文关键词: TiO2;click chemistry;wettability;micro pattern;surface modification

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