[发明专利]超薄透明纳米/微米结构自组装薄膜及其绿色制备方法

说明书

本发明公开了一种超薄透明纳米/微米结构自组装薄膜及其绿色制备方法。所述制备方法包括：将纳米/微米结构和/或其改性物分散于第一液相体系中形成纳米/微米结构分散液；以喷雾方式将纳米/微米结构分散液喷洒至第二液相体系表面，再移除该第二液相体系，获得纳米/微米结构薄膜；对所述纳米/微米结构薄膜进行挤压处理，使所述纳米/微米结构薄膜在气液界面上进行自组装而形成致密稳定的厚度可控的纳米/微米结构自组装薄膜。本发明的纳米/微米粒子及其改性物薄膜综合性能良好可广泛使用在光学、电学器件、纳米涂层上；同时本发明制备工艺流程简单、操作方便、对环境因素要求低，且不造成任何影响，满足工业大面积、大批量生产需求。

技术领域

本发明涉及一种纳米/微米结构自组装薄膜的绿色制备方法，特别涉及一种可自支撑的超薄透明导电、包括多尺度纳米/微米粒子或线的自组装薄膜及其绿色制备方法和应用，属于材料科学技术领域。

背景技术

自组装纳米薄膜是具有一定功能特性的分子通过化学键作用、自发吸附在固一液、气一液或气一固界面，形成的热力学稳定且能量较低的有序薄膜，其主要特点是原位自发形成、热力学稳定、分子有序排列、高密度堆积和低缺陷浓度，可以通过人为设计分子结构和表面结构来获得预期界面物理和化学性质。自组装薄膜制备技术主要包括静电力自组装、共价键自组装、以及分子沉积自组装等。

其中，空气一水界面纳米薄膜自组装研究涵盖基础理论与实际应用两方面，涉及生物医药、生命科学如细胞膜、油漆涂料、食品如热浓牛奶、热浓豆浆冷却后表面结膜，石油开采与加工、日用化工如洗涤剂、化妆品以及新型材料等诸多领域。空气一水界面纳米薄膜在制备制备透明导电膜、超疏水图层、纳米或微米有序阵列、纳米粒子或纳米线自组装、纳米催化剂制备、拉曼增强材料的制备、新型催化材料及光电材料等的制备提供新的途径。

近年来，人们已研究出多种制备连续的纳米/微米粒子及其改性物膜的方法。目前制备纳米/微米粒子及其改性物膜的方法通常存在制备方法工艺复杂、设备要求高、需要使用有毒溶剂、不适合大规模生产的等缺陷。因此，如何开发出简单、环保、高效制备出连续超薄的纳米/微米粒子自组装薄膜，是该领域科学工作者面临的重要挑战之一。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种可自支撑的超薄透明导电纳米/微米结构自组装薄膜及其绿色制备方法和应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明的一些实施方案之中提供了一种超薄透明纳米/微米结构自组装薄膜的绿色制备方法，其包括：

(1)将纳米/微米结构和/或纳米/微米结构的改性物分散于第一液相体系中形成纳米/微米结构分散液；

(2)以喷雾方式将纳米/微米结构分散液喷洒至第二液相体系表面，待第一液相体系挥发后，再移除该第二液相体系，获得纳米/微米结构薄膜；

(3)利用液体表面张力对所述纳米/微米结构薄膜进行挤压处理，使所述纳米/微米结构薄膜在气液界面上进行自组装而形成致密稳定的纳米/微米结构薄膜，获得结构均匀可控的纳米/微米结构自组装薄膜；

其中，所述纳米/微米结构和/或纳米/微米结构的改性物在第一液相体系中的分散度大于在第二液相体系中的分散度，且第一液相体系不能与第二液相体系互溶。

在一些实施例中，所述制备方法包括：将纳米/微米结构分散液喷洒至第二液相体系表面时，采用的喷雾速度为5ml/min～500ml/min。

在一些实施例中，所述制备方法包括：采用蠕动泵抽取方式将所述第二液相体系移除。

进一步地，采用蠕动泵抽取所述第二液相体系的速率为5mL/min～20mL/min。

优选的，所述挤压处理的时间为5s～60s。

优选的，所述挤压处理采用的压力为7.2～7.8mN/m。