新型有机材料表面光化学反应探索及用途

摘要

聚合物表面改性和功能化在材料应用过程中是极端重要的。各种官能团是许多应用的关键性基础，诸如层层组装(LBL)，顺序表面化学衍生化，表面引发聚合，生物芯片，金属无电沉积等。自从Oster 首次报道了聚乙烯片材表面的光接枝后，光接枝技术已经逐渐发展为一种快速有效的实施聚合物材料表面功能化的方法。各种官能团作为大分子主或侧链上的修饰基团被引入到有机材料表面，这些基团可以提供进一步的反应可能性（包括再聚合和表面功能基团的设计转化）和诸如亲水改性（增加表面能），增加抗菌性等方面的用途。这种光接枝聚合技术的突出特点就是快速，低成本和对本体基材低的穿透率。这些优点的实际来源就是由于紫外光以及相应的光敏反应的发现和使用。我们在这个基础上，发展了一系列可在有机材料表面方便实施的光化学反应，同时选择性地摒弃了后聚合反应，因为接枝聚合自身具有一些很难克服的缺点诸如产生的表面化学结构不单纯，功能基团处于链的侧部不能有效地与后续反应物接触，均聚物较多且难以除去从而增加后处理程序等。通过我们发展的这些纯光化学反应，各种反应性基团可以直接以共价键方式连接到材料表面，从而提供各种后续反应和用途的可能性。尽管在光接枝聚合中主要依赖的是光有机化学反应，本文这里发展的并不仅局限于此，而是拓展到光化学无机类反应。相信，无需对光化学反应进行人为限定，而是应该本着交叉的精神向各种可能的光化学反应领域进军，使它们都有可能移植到有机材料表面上来。根据我们的了解和目前的工作，这是一个非常前沿，交叉性很强，需要大量探索的研究领域。