基于iPDMS和SI-ATRP的静电纺丝表面功能化研究

静电纺丝表面难以功能化是阻碍静电纺丝发展和应用的关键问题，目前还没有有效的解决方案。本项目将利用引发剂整合的聚二甲基硅氧烷（iPDMS）和表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）技术对静电纺丝进行表面功能化。首先，我们将iPDMS引入到纺丝性能较好的高分子材料中（比如聚苯乙烯）进行混合纺丝，形成iPDMS和聚苯乙烯的复合纺丝；然后，通过SI-ATRP技术在复合纺丝表面生长厚度和密度可控的高分子刷，通过不同的单体引入不同的官能团，从而达到对纺丝表面功能化修饰的目的。鉴于共价修饰的稳定性，SI-ATRP技术的可控制性及其和官能团的相容性，混纺材料的可变性，我们认为这是一种有效而广谱的方法。该项目的成功实施将能解决静电纺丝表面修饰困难等难题，并推动和拓展静电纺丝的应用。

本项目的研究目标是解决阻碍静电纺丝发展和应用的关键问题之一：静电纺丝的表面功能化。我们利用引发剂整合的聚二甲基硅氧烷（iPDMS）和表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）对静电纺丝进行表面功能化。首先，将iPDMS 引入到纺丝性能较好且与iPDMS相容性良好的高分子材料中进行复合纺丝，形成基于iPDMS的复合纺丝；然后，通过SI-ATRP 技术在复合纺丝表面生长厚度和密度可控的高分子刷，通过不同的单体引入不同的官能团，从而达到对纺丝表面功能化修饰的目的。.项目完成了预设的研究内容，主要包括以下四个方面：1）实现了iPDMS复合静电纺丝的制备，并发现该纳米纤维薄膜是蛋白质芯片理想的基质材料，有效地降低了非特异性吸附，提高了检测的特异性和灵敏度；2）发展了一种基于SI-ATRP的静电纺丝表面化学修饰的方法，实现了纳米纤维表面化学的可控调控；3）研究了复合静电纺丝中两相材料相容性对产物形貌的影响，并通过调控实验参数实现了多孔微笼材料的制备；4）利用复合静电纺丝技术发展了一种为纳米纤维安装焊点的方法，解决了纳米纤维之间连接疏松而导致的纳米纤维薄膜力学稳定性差的难题。.通过承担该基金项目，发表研究性论文6篇，综述论文1篇，获得国家发明专利2项。总之，基金项目既研究了静电纺丝表面功能化相关的一些基础科学问题，还将材料应用于蛋白质芯片，解决蛋白质芯片应用中的关键技术问题。从人才培养的角度，通过基金项目的实施，培养了3名研究生；项目负责人的独立研究能力得到了锻炼和提高，为今后承担各种基金项目打下了基础。