一種聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜的制備方法，其步驟包括：1）將鹽酸多巴胺加入到去離子水中，得到A溶液；2）將TiO2水溶膠與部分A溶液混合，得到B溶液；3）將潔凈的基板加入到余下的A溶液中浸泡，在基板上獲得聚多巴胺薄膜；4）聚多巴胺薄膜上旋涂B溶液，干燥。本發明制備方法成本低廉，工藝簡單，易于實現，制得的聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜生物相容性好，且該薄膜中的TiO2納米顆粒分散均勻，與基板有較強的結合力，具有一定的光響應性，可應用于生物組織工程、光催化等領域。
【專利說明】
一種聚多巴胺/ 二氧化鈦雙層復合薄膜及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種雙層復合薄膜及其制備方法，具體涉及一種具有高結合強度的聚多巴胺(PDA)/二氧化鈦(T12)雙層復合薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]T12是一種具有良好生物相容性、無毒性、化學穩定性等優點的無機材料，并且其在經過紫外光照后可以達到超親水，擁有極強的光催化活性。如今T12材料被廣泛應用在生物組織工程、太陽能電池、自清潔等領域[Marco Faustin1.et al.Hydrophobic ,Antireflective, Self-Cleaning, and Antifogging Sol-Gel Coatings: An Exampleof Multifunct1nal Nanostructured Materials for Photovoltaic Cells.Chem.Mater.2010, 22，4406-4413]、[Kui Cheng, Yu Sun.et al.1mproved light-1nducedcell detachment on rutile T1O2 nanodot films.Acta B1materialia.26(2015)347-354]0
[0003]多巴胺無毒、生物相容性良好，是一種神經傳導物質，能夠自組裝成含豐富酚羥基和含胺基團的聚多巴胺。
[0004]現有在組織工程上應用的這類薄膜自下而上共有五層，依次為非織布層、多孔支撐膜層、聚酰胺薄膜層、多巴胺薄膜層和T12顆粒薄膜層。其制備方法非常復雜:首先是在玻璃板上纏一層非織布，其次是在非織布上浸漬制備一層聚醚砜和N-甲基吡咯烷酮的混合多孔支撐膜，接著通過界面聚合的方法在此多孔支撐膜上合成一層聚酰胺薄膜，然后在此聚酰胺薄膜表面上自聚合成一層多巴胺薄膜，最后將此薄膜結構浸沒在二氧化鈦顆粒懸浮液中，浸漬沉積成T12顆粒薄膜。此種薄膜T12顆粒薄膜厚度不均勻，部分T12顆粒表面還覆蓋有多巴胺層，使得T12顆粒無法暴露，從而抑制了 T12所應發揮的性能，限制了其在薄膜領域的應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、成本低廉、具有良好生物相容性和高結合強度的聚多巴胺/ 二氧化鈦(PDA/Ti02)雙層復合薄膜的制備方法。
[0006]本發明的聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
1)將0.08?0.16mg鹽酸多巴胺加入到40?80ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
2)取出5?10mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:1?1:10混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液；
3)將潔凈的基板加入到余下的A溶液中，浸泡10?12h后取出，50?60°C干燥，在基板上獲得聚多巴胺薄膜；
4)在步驟3)的聚多巴胺薄膜上滴加20ul?30ulB溶液，以6000_8000r/min的轉速旋涂30-40s，50?60 °C干燥1?12h，獲得聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜。
[0007]上述技術方案中，所述的基板通常為聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、石英玻璃、硅片、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[0008]本發明的制備方法，在基板上自下而上依次自聚合制備PDA薄膜和旋涂制備T12納米顆粒薄膜雙層結構，操作簡單，無需高溫處理，易于實現，并且所采用的溶劑均為去離子水，避免了有機雜質的引入。通過在基板上制備一層PDA薄膜，極大地改善了基板的親水性，從而也進一步提高了二氧化鈦納米顆粒薄膜與基板的結合力。該雙層復合薄膜生物相容性良好，有利于其在組織工程及光催化等領域的推廣使用。
【附圖說明】
[0009]圖1是roA/Ti02雙層復合薄膜的結構示意圖，在基板上自下而上依次有PDA薄膜和Ti02納米顆粒薄膜；
圖2是PDA/Ti02雙層復合薄膜的表面形貌圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0011]實施例1
(1)將0.0Smg鹽酸多巴胺加入到40ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出5mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:1混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3 )將潔凈的PS基板加入到余下的A溶液中，浸泡1h后取出，50 °C干燥，在PS基板上獲得I3DA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加20ul B溶液，以6000r/min的轉速旋涂30s，50°C干燥1h，制得PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0012]本例制得的復合薄膜表面形貌見圖2，薄膜中的T12納米顆粒分散均勻，經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由35°降低至5°。此雙層復合薄膜與PS基板結合牢固，超聲震蕩lOmin，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
[0013]實施例2
(1)將0.09mg鹽酸多巴胺加入到50ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出6mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:3混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3)將潔凈的PP基板加入到余下的A溶液中，浸泡1h后取出，52°C干燥，在PP基板上獲得I3DA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加22ulB溶液，以6000r/min的轉速旋涂32s，52°C干燥1h，制得PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0014]本例制得的復合薄膜經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由45。降低至10。。此雙層復合薄膜與PP基板結合牢固，超聲震蕩lOmin，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
[0015]實施例3(1)將0.1Omg鹽酸多巴胺加入到60ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出7mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:5混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3)將潔凈的石英基板加入到余下的A溶液中，浸泡Ilh后取出，54°C干燥，在石英基板上獲得PDA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加24ulB溶液，以7000r/min的轉速旋涂34s，54°C干燥llh,從而制得具有高結合強度的PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0016]本例制得的復合薄膜經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由55。降低至20。。此雙層復合薄膜與石英基板結合牢固，超聲震蕩1min，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
[0017]實施例4
(1)將0.12mg鹽酸多巴胺加入到70ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出8mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:7混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3)將潔凈的硅基板加入到余下的A溶液中，浸泡Ilh后取出，56°C干燥，在硅基板上獲得I3DA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加26ulB溶液，以7000r/min的轉速旋涂36s，56°C干燥llh,從而制得具有高結合強度的PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0018]本例制得的復合薄膜經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由60。降低至35。。此雙層復合薄膜與硅基板結合牢固，超聲震蕩1min，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
[0019]實施例5
(1)將0.14mg鹽酸多巴胺加入到80ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出9mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:9混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3)將潔凈的PET基板加入到余下的A溶液中，浸泡12h后取出，58°C干燥，在PET基板上獲得PDA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加28ulB溶液，以8000r/min的轉速旋涂38s，58°C干燥12h，從而制得具有高結合強度的PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0020]本例制得的復合薄膜經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由70°降低至50°。此雙層復合薄膜與PET基板結合牢固，超聲震蕩1min，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
[0021 ] 實施例6
(1)將0.16mg鹽酸多巴胺加入到80ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液；
(2)取出1mlA溶液，將T12水溶膠與其按體積比1:10混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液;
(3)將潔凈的PMMA基板加入到余下的A溶液中，浸泡12h后取出，60°C干燥，在PMMA基板上獲得PDA薄膜；
(4)在步驟3)的PDA薄膜上滴加30ulB溶液，以8000r/min的轉速旋涂40s，60°C干燥12h，從而制得具有高結合強度的PDA/ T12雙層復合薄膜。
[0022]本例制得的復合薄膜經UV365照射20min后，其表面的二氧化鈦顆粒薄膜接觸角由75°降低至60°。此雙層復合薄膜與PMMA基板結合牢固，超聲震蕩lOmin，二氧化鈦顆粒薄膜不脫落。
【主權項】
1.一種聚多巴胺/ 二氧化鈦雙層復合薄膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將0.08?0.16mg鹽酸多巴胺加入到40?80ml去離子水中，攪拌至完全溶解，得到A溶液； 2)取出5?1mlA溶液，將T12水溶膠與A溶液按體積比1:1?1:10混合，并充分攪拌混合均勻，得到B溶液； 3)將潔凈的基板加入到余下的A溶液中，浸泡10?12h后取出，50?60°C干燥，在基板上獲得聚多巴胺薄膜； 4)在步驟3)的聚多巴胺薄膜上滴加20ul?30ulB溶液，以6000_8000r/min的轉速旋涂30?40s，50?60 °C干燥1?12h，獲得聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜。2.根據權利要求1所述的聚多巴胺/二氧化鈦雙層復合薄膜的制備方法，其特征在于所述的基板為聚苯乙烯、聚丙烯、石英玻璃、硅片、聚對苯二甲酸乙二酯或者聚甲基丙烯酸甲酯。
【文檔編號】B01J31/38GK105833916SQ201610164969
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】程逵, 成智國, 翁文劍
【申請人】浙江大學