通过化学气相聚合在液晶薄膜的自由表面上形成相互连接的纳米纤维片层

化学气相聚合在液晶薄膜表面制备出准二维纳米纤维网络，孔结构可调，表面氨基功能化证实其化学修饰潜力，分子动力学模拟揭示界面受限相分离机制及前驱体影响，该技术可整合膜工艺用于开发过滤器、分隔器等应用。

　　

摘要

我们报告了通过化学气相聚合（CVP）将氨基甲基[2.2]副环芳烃转化为向列型液晶（LC）薄膜（厚度为18 μm）的过程，得到了由相互连接的氨基功能化纳米纤维/纳米墙（宽度为30 ± 1 nm）组成的准二维、亚微米级的纳米多孔聚合物网络。我们发现这些聚合物网络形成于LC薄膜的自由表面，薄膜的厚度范围从79 ± 5到280 ± 14 nm，并且通过选择不同的LC和单体负荷可以调节纳米孔的大小。利用电子显微镜进行的结构分析显示，这些网络具有从开放的双连续结构到蜂窝状泡沫结构的多种形态。结合光学观察和分子动力学（MD）模拟的结果，支持了一种涉及界面限制相分离的合成路径。MD模拟进一步揭示了决定合成路径的原子尺度过程，包括反应性前体化学物质（例如，羟甲基[2.2]副环芳烃、氨基甲基[2.2]副环芳烃和[2.2]副环芳烃）在定义聚合物产物纳米结构中的作用。荧光光谱和X射线光电子能谱证实纳米纤维片层上装饰有伯胺基团，这使得可以对纳米片层的表面进行共价功能化。最后，我们展示了如何将这种纳米片层的合成技术与现有的膜技术相结合，说明了这些纳米多孔片层在多种应用中的潜在用途，包括过滤器、分离器和换热器表面。

图形摘要

我们报告了通过化学气相聚合在气-液晶体界面形成了一种准二维的相互连接的氨基功能化纳米纤维网络。这一网络的形成是通过界面相分离途径实现的，表明通过化学气相聚合在液晶中可以获得比以前理解更多的形态多样性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。