论文部分内容阅读
有机/无机多层纳米复合材料由于其结构的可调节性及性能的可设计性而具有广泛的应用前景。本论文利用两亲性分子能够自组装形成固态多层薄膜的能力制备了多种有机/无机纳米复合材料，使用X射线衍射、扫描及透射电子显微镜及荧光光谱等方法对材料的形貌与结构进行了表征，并对其电双稳态、磁学、抗菌功能等性质进行了初步的研究，主要包括如下几个部分：
1.利用有机磷脂分子的自组装来实现碲化镉纳米颗粒的长程有序排布。论文利用挥发引起的自组装，成功制备了固体基底表面高度有序的纳米颗粒，磷脂层状纳米复合薄膜。透射电镜、X射线反射率、X射线掠入射衍射及荧光光谱测量的结果显示纳米颗粒均匀的分散在磷脂的亲水层间；通过调节颗粒与磷脂的相对浓度和/或掺入带电磷脂的方法，可以对层状结构的周期及层内的颗粒间距进行有效的控制；复合薄膜的I-V性质测量结果显示它具有明显的双稳态现象，在电子存储器件领域有一定的应用前景。
2.用自组装的方法制备蛋白/磷脂多层复合膜，研究了二者在界面处的相互作用，并首次证明，X射线反射率、色氨酸残基的荧光光谱及溴原子的荧光淬灭实验相结合，可以作为从分子水平上研究蛋白与脂双层在二者界面处相互作用的有效手段。实验结果显示，溶菌酶能够渗透进入磷脂双层的内部，但是渗透深度很浅，蛋白分子中的色氨酸残基停留在磷脂头基与疏水尾链之间的界面处。随着复合膜中蛋白数量的增多，渗透达到饱和，多余的蛋白将停留在磷脂亲水头层之间的水层内。
3.利用无机的氧化石墨纳米片能够自组装成多层薄膜的能力来制备氧化石墨/蛋白分子功能纳米复合材料，将生物活性蛋白分子与无机物复合，来实现蛋白的生物学功能。有机/无机多层纳米复合材料的自组装
论文用化学的手段将石墨转化为氧化石墨。石墨片上修饰的大量氧化功能团降低了层间的吸引力，并引入了亲水的性质，促使氧化石墨在水溶液中完全分散成单层的氧化石墨片。这些氧化石墨纳米片具有极薄的厚度及亲水的表面，论文将其作为透射电子显微镜的搭载膜使用，获得了比传统的超薄碳膜更好的衬度及更好的样品分散效果。
另一方面，氧化功能团赋予了氧化石墨片活性的表面性质，它既可以帮助氧化石墨片在组装过程中耦合形成具有良好机械学性能的多层纸状薄膜，又能够增强氧化石墨片与其它极性材料之间的相互作用，并且具有良好的生物适应性。论文以氧化石墨纳米片和溶菌酶为原材料，采用类似的溶液浇铸的方法，制备了一种新型的抗菌薄膜，这种薄膜可以转移到其它任何固体材料的表面作为覆盖层使用，起到抗菌的作用。