[发明专利]聚对二甲苯的三维多孔性结构及其形成方法

说明书

本发明公开了一种聚对二甲苯的多孔性结构，包含有一聚对二甲苯结构，具有多个孔洞，其中聚对二甲苯结构具有一孔隙率。根据本发明一实施例，所述多孔性结构的大小介于20nm至5cm之间。根据本发明一实施例，孔隙率介于55％至85％之间。根据本发明一实施例，多孔性结构还包含多个目标分子。根据本发明一实施例，聚对二甲苯结构的该等孔洞包含不同大小的孔径，其中该等孔径呈一梯度变化。根据本发明一实施例，多孔性结构是一体成形的。

技术领域

本发明涉及一种形成三维多孔性结构的领域，特别来说，是关于一种聚对二甲苯的三维多孔性结构及其形成的方法。

背景技术

利用化学气相沉积制备聚对二甲苯膜的工艺是一气相反应，在真空下可形成十分致密且均匀的镀膜，且聚对二甲苯膜具有相当良好的生物兼容性、生物稳定性以及优良的血液兼容性等性质。聚对二甲苯更已通过美国食品药品管理局的核准，已有许多在生物体内相关装置的应用，因此利用此镀膜制造的多孔性材料对人体无危害的疑虑。

已知的聚对二甲苯(Parylene)气相沉积高分子系统在本发明被使用。聚对二甲苯的沉积发生在固定的模板，主要经由单体(对二甲苯)吸附于表面上，开始聚合反应，接着因为吸收新的单体，高分子链开始成长，最后在吸附速率与脱附速率达到平衡。聚对二甲苯的沉积无关于模板材料与形状，通常低温模板会加速沉积。沉积在固定的表面上会产生聚对二甲苯致密的膜，对于其他沉积系统也是如此。

拥有可调控的机械、化学性质的多孔材料正在开发，其主要应用于分离系统、传感器系统、能量传输和贮存、非均相催化剂、超疏水表面、光子感件、药物传递、以及生医支架。这些多孔材料主要利用介入程序制造，如模板、光刻技术、软光刻技术、气体发泡、以及气体或流体模拟地质过程，主要应用于固定的材料或前体。替代方法包括加工，例如，3-D打印、激光烧结、投影立体光刻、带电喷射、织造技术、或直写技术中，用于在层层排列或堆叠建立的多孔性材料。

目前的制造方法受限于大量的处理步骤，例如，需额外除去模板、复杂的计算机程序需求及/或须介入人力去掌控工艺。因此，该如何利用简单的原理来形成多孔性材料，并且以低人力成本与简单步骤来达成这是具有挑战性的。

发明内容

本发明提供一种新颖的形成三维多孔性结构的方法。其特征在于，基于升华模板的消失性质去建构多孔性结构，因此，不需要额外移除模板的程序，并且通过气相沉积的共形性与升华模板的引导，在单一步骤中获得精细的模板复制结构。此外，在沉积过程中形成的孔洞，可以利用模板的升华条件，例如，根据材料的三相图去改变升华条件或选择不同的升华材料，得到不同的孔隙率与孔径。

本发明一方面，提出一种聚对二甲苯的多孔性结构，包含有一聚对二甲苯结构，具有多个孔洞，其中聚对二甲苯结构具有一孔隙率。根据本发明一实施例，所述多孔性结构的大小介于20纳米(nm)至5厘米(cm)之间。根据本发明一实施例，孔隙率介于55％至85％之间。根据本发明一实施例，多孔性结构还包含多个目标分子。根据本发明一实施例，聚对二甲苯结构的该等孔洞包含不同大小的孔径，其中该等孔径呈一梯度变化。根据本发明一实施例，多孔性结构是一体成形的。

本发明另一方面，提出一种形成三维多孔性结构的方法。首先，提供一牺牲固体模板；然后进行一气相沉积工艺，使一聚合物单体沉积于牺牲固体模板上，同时使牺牲固体模板进行一升华过程；最后，消耗牺牲固体模板，形成一三维多孔性结构。升华过程包含将所述牺牲固体模板从固相升华为气相，聚合物单体会吸附于牺牲固体模板的气相的表面。三维多孔性结构具有一孔隙率，取决于牺牲固体模板的升华速率，其中升华速率越高，孔隙率就越大。

根据本发明一实施例，牺牲固体模板还包含一溶液。根据本发明一实施例，所述溶液是以一梯度变化分布于牺牲固体模板中。根据本发明一实施例，牺牲固体模板包含一目标分子，目标分子在牺牲固体模板的升华过程中被释放，从而被包覆在三维多孔性结构中。

附图说明

图1所绘示为本发明一种形成三维多孔性结构的方法的示意图。