[发明专利]一种氧化还原响应性有序多孔膜材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化还原响应性有序多孔膜材料及其制备方法。本发明方法包括以下步骤：(1)将聚合物及响应性化合物溶于溶剂中，配制成均匀的溶液；(2)将所配制的溶液滴加到基底表面，并将基底置于匀胶机的旋转平台上；(3)向匀胶机中通入空气，使空气流从溶液正上方吹向溶液，并控制通入的空气速率、匀胶机腔室内部的温度和相对湿度，同时启动匀胶机并控制其转速；(4)待溶剂全部挥发后，停止匀胶机转动，取出基底即得到有序多孔膜材料。本发明制备得到的多孔膜的表面润湿性具有氧化还原响应性，且具有较高生物相容性的有序多孔膜，且能通过简单调节制备参数制备出不同孔径、不同氧化还原响应程度的有序多孔膜材料，实现现多孔膜表面润湿性的精细化调控。

技术领域

本发明属于聚合物多孔材料领域，具体涉及一种氧化还原响应性有序多孔膜材料。

背景技术

蜂窝状有序多孔薄膜(Honeycomb-patterned ordered porous film)是指表面存在结构规整，六角形有序排列的微米或纳米级孔结构的薄膜材料。由于其高度规整的孔结构，高比表面积等独特性能，有序多孔膜在理论上可作为多孔材料的模型研究表界面性能；在应用上，其在组织工程，生命科学，超疏水以及液体印刷等领域中表现出了良好前景，因此已成为胶体与界面材料领域的研究热点。

作为一种界面材料，多孔膜的表面润湿性极为重要。例如，将其用于组织工程或细胞培养的基板，要求其表面亲水，增加细胞与膜的相互作用，促进细胞的黏附和繁殖。在细胞培养结束后，又希望多孔膜转变为疏水性，便于细胞的脱附和膜的循环使用。因此，构建表面润湿性能够在亲—疏水性间可逆转换的智能多孔膜可满足不同领域的差异化需求。这种润湿性可调控的智能多孔膜对理论研究和实际应用都具有重要意义。

目前虽然已有基于pH、温度、光、电压等刺激响应性的智能多孔膜的报道，但是这些刺激因子的生物相容性较差，大范围的改变环境的pH、温度或电压等容易对细胞或具有生物活性的物质造成损害。此外，已见报道的智能多孔膜的润湿性在刺激因子作用前后亲/疏水性的改变较小，无法做到表面润湿性的精细化调控不利于相应功能的实现。因此亟需研究新的相应类型的有序多孔薄膜。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种氧化还原响应性有序多孔膜材料及制备方法，以获得一种表面润湿性具有氧化还原响应性，且具有较高生物相容性的有序多孔膜，同时实现多孔膜表面润湿性的精细化调控。

硒(Se)是人体必需的微量元素，与人体的健康和很多疾病都息息相关。硒元素与硫元素同属于氧族，但硒原子半径更大，故其参与形成化学键的键能更低(C-Se键，244kJ/mol；Se-Se键，172kJ/mol；而C-S键，272kJ/mol；S-S键，240kJ/mol)。其次，硒的电负性比硫更低。因此，含硒物质具有更敏感的氧化—还原响应特性。本发明将硒砜基团作为表面活性剂的亲水头基，设计、合成系列新型含硒表面活性剂，并与聚苯乙烯溶于易挥发的有机溶剂，通过BF方法制备有序多孔膜，将硒原子引入到多孔膜上表面和微孔内表面将硒元素引入到有序多孔膜表面，从而构筑生物相容的具有氧化还原响应性的智能有序多孔薄膜。

本发明提供的氧化还原响应性有序多孔膜材料的制备方法如下：

(1)将聚合物及氧化还原响应性化合物溶于溶剂中，配制成均匀的溶液；

(2)将所配制的溶液滴加到基底表面，并将基底置于匀胶机的旋转平台上；

(3)向匀胶机中通入空气，使空气流从溶液正上方吹向溶液，并控制通入的空气速率、匀胶机腔室内部的温度和相对湿度，同时启动匀胶机并控制其转速；

(4)待溶剂全部挥发后，停止匀胶机转动，取出基底即得到有序多孔膜材料。

进一步地，所述聚合物为聚乳酸、聚苯乙烯中的至少一种，优选为聚苯乙烯。