基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，將基底先浸入到與其帶相反電荷的bPEI溶液中15mim，取出基底后用蒸餾水沖洗多次再將其浸入到PAA溶液中15mim，反復(fù)4次在基底表面組裝多層聚電解質(zhì)膜，然后在多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊（轉(zhuǎn)速為5000rad/min），重復(fù)上述過程多次從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。這種中空多層納米膠囊自愈合薄膜具有極強(qiáng)的自修復(fù)能力，受到損傷（如斷裂、機(jī)械刮擦等）時(shí)，能在有水的條件下快速愈合。
【專利說明】基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜制備方法，這種多層納米膠囊自愈合薄膜以自然界中最常見的水為引發(fā)劑，具有極強(qiáng)的自愈合功能，屬于自愈合材料的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]自修復(fù)材料模仿生物體損傷愈合的原理，在材料斷裂或受到機(jī)械刮擦?xí)r，主要借助本身內(nèi)在的資源而實(shí)現(xiàn)對(duì)于損傷的修復(fù)。自修復(fù)既可以在材料遭受損傷后自發(fā)進(jìn)行，也可以借助光、熱等外界刺激誘發(fā)自修復(fù)過程。孫俊奇等人基于指數(shù)增長(zhǎng)的層層組裝方法，構(gòu)筑了具有劃痕修復(fù)能力的支化聚乙烯基亞胺(bPEI)/聚丙烯酸(PAA)層層組裝聚電解質(zhì)膜。
[0003]層層自組裝技術(shù)(Layer-by-Layer self assembly)是近年來發(fā)展起來的制備有序薄膜的方法。它利用有機(jī)或無機(jī)陰陽(yáng)離子的靜電吸附特性，通過反離子體系的交替分子沉積形成薄膜。1991年D.Decher等人用層層吸附技術(shù)對(duì)構(gòu)造有序薄膜進(jìn)行了開創(chuàng)性研究。他們用兩親性有機(jī)陰陽(yáng)離子(或者聚電解質(zhì))在離子化基片表面交替吸附制備多層膜。到目前為止，很多種材料比如碳納米管、蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和有機(jī)/無機(jī)顆粒都被成功的用來構(gòu)造具有特定組成，厚度和性質(zhì)的多層有序膜。Lyon和South首先指出，層層自組裝制備的水凝膠薄膜可以在水為引發(fā)劑的條件下快速的愈合。
[0004]基于層層組裝制備的中空多層納米膠囊自愈合薄膜在以水為引發(fā)劑的條件下快速的愈合。其原理是:當(dāng)中 空多層納米膠囊自愈合薄膜遇到水時(shí)，能夠快速吸水發(fā)生溶脹，從而致使薄膜攜帶微膠囊發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，使得受損的帶相反電荷的聚電解質(zhì)相互接觸并重新形成靜電結(jié)合而修復(fù)損傷。
[0005]在本計(jì)劃中，我們通過層層組裝技術(shù)，在玻璃表面循環(huán)沉積支化聚乙酰亞胺(bPEI)、聚丙烯酸(PAA)和中空微膠囊，制備出具有特定組成、厚度、尺寸和表面結(jié)構(gòu)的中空多層納米膠囊自愈合薄膜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明首次公開了一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，以帶相反電荷的聚電解質(zhì)(支化聚乙酰亞胺與聚丙烯酸)為原料，通過浸涂的方法組裝到基底表面，然后將中空微膠囊旋涂到自助裝好的聚電解質(zhì)膜上。重復(fù)上述過程多次即得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜方法。本法制備出的中空多層納米膠囊自愈合薄膜具有極強(qiáng)的自修復(fù)能力，受到損傷(如斷裂，機(jī)械刮擦等)時(shí)，能在有水的條件下快速愈合。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，包括:
步驟一，將基底浸入到PH 7~11的支化聚乙酰亞胺水溶液中，取出后用蒸餾水沖洗； 步驟二，將步驟一中的基底浸入到PH 2飛的聚丙烯酸水溶液中，取出后用蒸餾水沖洗；
步驟三，重復(fù)步驟一和步驟二，反復(fù)在基底表面組裝多層聚電解質(zhì)膜；
步驟四，在上述多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊；
重復(fù)上述步驟，從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。
[0008]具體地，所述步驟三中的重復(fù)次數(shù)為4次。
[0009]具體地，所述的基底為玻璃或者硅片。該基底需經(jīng)過預(yù)處理，預(yù)處理過程具體為:將所述基底浸入H2S04/H202溶液超聲振蕩5 min，沖洗后再將基底浸入乙醇液中超聲振蕩5min,最后浸入超純水中超聲5min,吹干得到清洗干凈的基底。
[0010]本發(fā)明利用bPEI，PAA和中空微膠囊通過層層吸附制備的中空多層納米膠囊自愈合薄膜，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.制備的中空多層納米膠囊自愈合薄膜具有極強(qiáng)的自修復(fù)能力，能在以水為引發(fā)劑的條件下快速愈合。
[0011]2.方法簡(jiǎn)單有效，操作簡(jiǎn)便，且所需時(shí)間較短，制備裝置簡(jiǎn)單，不需要特殊的設(shè)備，普通的培養(yǎng)皿和勻膠機(jī)就可以滿足要求。
[0012]3.應(yīng)用范圍廣:獲得的中空多層納米膠囊自愈合薄膜在傳感器、生物醫(yī)學(xué)等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[0013]4.無毒無害:選用的材料都是生物兼容或者可降解的，所以對(duì)環(huán)境都綠色有好，是非常好的生態(tài)環(huán) 境材料。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是中空多層納米膠囊自愈合薄膜電鏡圖。
[0015]圖2是中空多層納米膠囊自愈合薄膜在以水為引發(fā)劑的條件下自愈合過程圖片。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]實(shí)施例1
本發(fā)明提供了一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，具體方法如下:
1)用水做溶劑分別配置bPEI溶液和PAA溶液，bPEI溶液的PH為7，PAA溶液的PH為
2 ；
2)以玻璃為基底，將其浸入H2S04/H202溶液超聲振蕩5min，沖洗后再浸入乙醇液中超聲振蕩5min,最后浸入超純水中超聲5min,吹干得到清洗干凈的玻璃基片；
3)將玻璃先浸入到與其帶相反電荷的bPEI溶液中15min，然后取出玻璃，用蒸餾水沖洗多次，再浸入到PAA溶液中15 min，反復(fù)4次在玻璃表面組裝多層聚電解質(zhì)膜，然后在多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊(轉(zhuǎn)速為5000 rad/min)，重復(fù)上述過程多次從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。圖1示出了中空多層納米膠囊自愈合薄膜電鏡圖。圖2為中空多層納米膠囊自愈合薄膜在以水為引發(fā)劑的條件下自愈合過程圖片。
[0018]實(shí)施例2
本實(shí)施例的基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法如下:
I)用水做溶劑分別配置bPEI溶液和PAA溶液，bPEI溶液的PH為11，PAA溶液的PH為
5 ；2)以硅片為基底，將其浸入H2S04/H202溶液超聲振蕩5min，沖洗后再浸入乙醇液中超聲振蕩5min，最后浸入超純水中超聲5min，吹干得到清洗干凈的硅片；
3)將預(yù)處理過的硅片先浸入到與其帶相反電荷的bPEI溶液中15mim，然后取出硅片，用蒸餾水沖洗多次，再浸入到PAA溶液中15 mim，反復(fù)4次在硅片表面組裝多層聚電解質(zhì)膜，然后在多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊(轉(zhuǎn)速為5000 rad/min)，重復(fù)上述過程多次從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。
[0019]實(shí)施例3
本發(fā)明提供了一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，具體方法如下:
1)用水做溶劑分別配置bPEI溶液和PAA溶液，bPEI溶液的PH為9，PAA溶液的PH為
3；
2)以玻璃為基底，將其浸入H2S04/H202溶液超聲振蕩5min，沖洗后再浸入乙醇液中超聲振蕩5min,最后浸入超純水中超聲5min,吹干得到清洗干凈的玻璃基片；
3)將玻璃先浸入到與其帶相反電荷的bPEI溶液中15min，然后取出玻璃，用蒸餾水沖洗多次，再浸入到PAA溶液中15 min，反復(fù)4次在玻璃表面組裝多層聚電解質(zhì)膜，然后在多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊(轉(zhuǎn)速為5000 rad/min)，重復(fù)上述過程多次從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。
【權(quán)利要求】
1.一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，其特征在于，包括: 步驟一，將基底浸入到PH 7~11的支化聚乙酰亞胺水溶液中，取出后用蒸餾水沖洗； 步驟二，將步驟一中的基底浸入到PH 2飛的聚丙烯酸水溶液中，取出后用蒸餾水沖洗； 步驟三，重復(fù)步驟一和步驟二，反復(fù)在基底表面組裝多層聚電解質(zhì)膜； 步驟四，在上述多層聚電解質(zhì)膜上旋涂一層中空微膠囊； 重復(fù)上述步驟，從而得到中空多層納米膠囊自愈合薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，其特征在于，所述的基底為玻璃或者硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟三中的重復(fù)次數(shù)為4次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于層層組裝中空多層納米膠囊自愈合薄膜的制備方法，其特征在于，所述的基底先進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理過程具體為:將所述基底浸入H2SO4/H2O2溶液超聲振蕩5 min,沖洗后再浸入乙醇液中超聲振蕩5min,最后浸入超純水中超聲5min,吹干得到清洗干凈的基底。
【文檔編號(hào)】C03C17/38GK103755156SQ201410015643
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】葛麗芹, 朱彥熹, 任嬌雨 申請(qǐng)人:東南大學(xué)