具有折皱结构的氧化物薄膜在光子学领域有着广泛应用，但是这种结构的形成却难以调控。自组装形成有序微观结构是合成可控结构薄膜的最简捷方法之一。近日，日本研究人员在丙烯酰胺单体和TiO₂前躯体混合膜中应用紫外光诱导合成了具有长程有序折皱结构且结构可调的氧化物薄膜。

 

这种有序结构的形成依赖于三个关键步骤。首先要制备丙烯酰胺和TiO₂前躯体混合膜，混合膜必须具有足够的柔性和湿度以保证折皱结构的形成。在这一过程中，研究者引入了聚乙烯吡咯烷酮，通过增加氢键作用来减缓体系溶剂的挥发，从而使混合膜能在较长时间内保持湿度和柔性。其次，将柔性膜通过紫外诱导丙烯酰胺单体快速光聚合并形成折皱结构，紫外诱导光聚合是形成有序折皱结构的必要条件。最后，通过热处理去除有机聚合物得到长程有序的TiO₂微结构。

 

通过这种无需模版剂的自组装过程，研究人员得到了多种热稳定性好、形貌可控、具有长程有序折皱结构的TiO₂氧化物薄膜，为高度有序的折皱结构氧化物薄膜的可控制备开辟了新方法。

 

原文链接：http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/117352686/ABSTRACT

 

（江洋洋/编译）