TW201102403A

Fabrication method of nanomaterials using block copolymer templates

Abstract

A fabrication method of nanomaterials using block copolymer templates is disclosed. First, a block copolymer bulk is made from a block copolymer polymerized from a plurality of decomposable and undecomposable monomers. By removing the decomposable portion of the block copolymer bulk, the block copolymer template with a plurality of holes is obtained, and these holes have nanostructures with regular arrangement. By exploiting a nanoreactor concept, a sol-gel process or an electrochemical synthesis, for example, is then carried out within the template such that the holes are filled with various filler materials, such as ceramics, metals and polymers, so as to prepare a nanocomposite having the nanostructure. After removing the polymer template, the nanomaterial with the nanostructure is manufactured.

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20 claims: 19 independent, 1 dependent

  1. 1
    一種利用團聯共聚物模板製造奈米材料之方法,包括下列步驟:a)提供一團聯共聚物,其係由包括至少一可分解性單體及至少一不可分解性單體之複數個單體聚合而成;b)利用該團聯共聚物製備一團聯共聚物塊材,該團聯共聚物塊材之一可分解性部分係形成具週期性排列之複數個奈米微結構;c)選擇性水解該團聯共聚物塊材,以裂解該可分解性部分之鏈段,經除去該可分解性部分後,取得具複數個孔洞之一團聯共聚物模板,且該複數個孔洞之孔徑或相鄰二孔洞中心間之距離係為15-80奈米;d)將一填充材料填充於該團聯共聚物模板之該複數個孔洞內,製得包括該複數個奈米微結構之一複合材料;以及e)使用一紫外光、一低溫燒結、一有機溶劑或一超臨界流體將該複合材料之該團聯共聚物模板去除,取得具該複數個奈米微結構之複數個奈米材料。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該步驟b)係更包括將該團聯共聚物溶解於一溶劑,經由該溶劑揮發,而製備得該團聯共聚物塊材。
  3. 3
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該複數個單體係包括掌性分子及非掌性分子。
  4. 4
    如申請專利範圍第3項所述之製造奈米材料之方法,其中該掌性分子係具可分解性。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該可分解單體係包括一生物可分解性單體,該不可分解單體係包括一生物不可分解性單體。
  6. 6
    如申請專利範圍第5項所述之製造奈米材料之方法,其中該生物可分解單體係包括L-乳酸、D-乳酸或D,L-乳酸。
  7. 7
    如申請專利範圍第6項所述之製造奈米材料之方法,其中該生物不可分解單體係包括苯乙烯。
  8. 8
    如申請專利範圍第7項所述之製造奈米材料之方法,其中該團聯共聚物塊材係包括聚苯乙烯-聚L-乳酸團聯共聚物塊材、聚苯乙烯-聚D-乳酸團聯共聚物塊材或聚苯乙烯-聚D,L-乳酸團聯共聚物塊材。
  9. 9
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該奈米微結構係包括圓球、圓柱體、層板、特殊的雙連續相、穿孔層板或螺旋結構。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項所述之製造奈米材料之方法,其中具該圓球結構之該奈米微結構係週期性排列成體心立方結構,而具該圓柱體結構之該奈米微結構係週期性排列成六方最密堆積圓柱體結構。
  11. 11
    如申請專利範圍第9項所述之製造奈米材料之方法,其中該奈米微結構係由該團聯共聚物塊材之體積分率所控制。
  12. 12
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該步驟d)係藉由溶液-凝膠法、電化學合成方式或化學沉降法將該填充材料填充於該團聯共聚物模板之該複數個孔洞內。
  13. 13
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該填充材料係為陶瓷材料、高分子材料、金屬材料或其組合。
  14. 14
    如申請專利範圍第13項所述之製造奈米材料之方法,其中該陶瓷材料係包括二氧化矽、二氧化鈦或鈦酸鋇。
  15. 15
    如申請專利範圍第13項所述之製造奈米材料之方法,其中該高分子材料係包括一導電高分子,該導電高分子之材料包括苯胺之聚合物。
  16. 16
    如申請專利範圍第13項所述之製造奈米材料之方法,其中該複合材料係包括陶瓷/高分子、金屬/高分子或高分子/高分子所組成之複合材料。
  17. 17
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該奈米材料係包括有機/無機複合奈米材料、無機/無機複合奈米材料或無機奈米材料。
  18. 18
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中藉由該紫外光或該低溫燒結除去由高分子組成之該團聯共聚物模板後,所得之該奈米材料係分別為非晶態或結晶相。
  19. 19
    如申請專利範圍第1項所述之製造奈米材料之方法,其中該步驟b)更包括利用該團聯共聚物製備一團聯共聚物薄膜。
  20. 20
    如申請專利範圍第19項所述之製造奈米材料之方法,其中該團聯共聚物薄膜之可分解部分經裂解後,係可取得一薄膜狀且具複數個孔洞之團聯共聚物模版,且將該複數個孔洞填充後係可得一奈米複合薄膜。
Independent claims20