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聚合物刷作为一种独特的高分子体系，能有效改变材料表面化学及物理性能，是一种非常有效的、可控的改进润湿性能、生物相容性等表面性能的手段。其中，刺激响应性聚合物刷、图型化聚合物刷以及生物功能化聚合物刷是最吸引研究者的三个应用领域。
第二章中，首先通过自组装技术将含有共引发剂胺的硫杂蒽酮光引发剂固定在硅片表面，继而经表面光引发聚合制备出刺激响应性聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物刷。用原子力显微镜、X-射线光电子能谱、变角度光谱椭圆偏振仪和静滴接触角测量仪分别对制备过程每一步所得到的样品进行了表征，证明了该制备流程可靠、结果理想；制备过程中聚合物刷的厚度生长动力学、水接触角变化结果和表面形貌的变化很好的辅助验证了该过程。另一方面，我们用原子力显微镜观察到了聚N-异丙基丙烯酰胺高分子链发生相转变所致的形貌变化和聚合物刷的高度变化，辅以不同温度下水接触角的变化，分析聚N-异丙基丙烯酰胺刷的温度响应性。
在利用光化学反应制备出聚合物刷的基础上，第三章中我们利用光引发剂的光漂白性能，开发出一套引发剂接枝密度大，引发速度快效率高的图型化聚合物刷的制备方法，制备出图型化的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物刷和图型化的聚N-异丙基丙烯酰胺聚合物刷，通过原子力显微镜很好的观察到了聚合物刷的图形和生长过程，通过X-射线光电子能谱对聚合物刷的组成进行了分析。进而，我们利用树枝状硫杂蒽酮光引发剂中氨基作为共引发剂的性能，在制备图型化聚合物刷的基础上进一步开发出制备双元图型化聚合物刷的方法，并以此方法制得的聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯双元图型化聚合物刷。用原子力显微镜观察了双元图型化聚合物刷的图案，通过X-射线光电子能谱对双元聚合物刷的组成进行了分析，通过碳元素的分峰证明了图型化双元聚合物刷的成功制备。我们也研究了双元聚合物刷的溶剂选择性，用原子力显微镜观察到了不同溶剂处理后聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯双元图型化聚合物刷表面形貌差异。
聚醚胺是一类非常重要的刺激响应性高分子聚合物。本课题组通过环氧和胺之间的开环加成反应将PPO、PEO和Jeffine amine引入同一分子链中形成聚醚胺PEA结构的PPO-co-PEO-co，该聚合物具有良好的温度响应性和pH响应性。第四章中，针对现有表面接枝技术的不足，发展出一种基于硫-烯点击化学制备刺激响应性聚醚胺高分子刷的方法。通过光引发剂I907或热引发剂AIBN，促成双键和巯基的点击化学反应，将聚醚胺PEA高分子固定在3-甲基丙烯酰丙氧基三甲氧基硅烷（3-methacryloxyloxy propyltrimethoxysilane）修饰的硅片表面，制备得到具有pH和温度双重响应的聚醚胺高分子刷。通过原子力显微镜可以观察到聚醚胺刷在不同环境中的形态变化。并进一步研究了制备所得的聚醚胺刷的抗蛋白质功能性。之后，我们进一步发展出在贵金属表面快速制备聚醚胺刷的方法，从而通过聚合物刷的修饰，在一定程度上改变贵金属表画的生物性能。