表面接枝聚电解质膜溶胀引起的金属-硫键断裂的机理研究

在多数情况下通过共价键固定在材料表面的高分子链（表面接枝高分子）是能够稳定地存在。最近，我们发现通过Au-S键固定在金表面的聚电解质膜可以通过加入磷酸盐缓冲溶液使Au-S键断裂，进而使膜从表面脱附。本项目计划通过表面引发聚合技术在金表面接枝模型聚电解质-羧基化的聚（甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯-共聚-甲基丙烯酸-2-羟基乙酯），而后对Au-S键断裂的过程通过石英晶体微天平进行实时监测，系统的研究接枝密度、接枝层厚度、共聚物组成、溶液pH值、盐离子浓度、盐离子类型等因素对表面接枝聚电解质的溶胀行为以及Au-S键断裂行为的影响。而后进一步将基材推广到银、铂等材料，研究这些影响因素对金属-硫键断裂的影响。最后通过理论计算和数学模拟，建立相关理论模型达到对断键行为的预测和调控。该研究有望进一步完善聚电解质理论，并在药物控制释放、共价键键能测试等领域得到应用。

在多数情况下通过共价键固定在材料表面的高分子链（表面接枝高分子）是能够稳定地存在。但是，我们发现通过Au-S 键固定在金表面的聚电解质膜可以通过加入磷酸盐缓冲溶液使Au-S 键断裂，进而使膜从表面脱附。.本项目主要通过表面引发聚合技术在金表面接枝模型聚电解质-羧基化的聚（甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯-共聚-甲基丙烯酸-2-羟基乙酯），而后对Au-S 键断裂的过程通过石英晶体微天平进行实时监测，系统的研究接枝密度、接枝层厚度、共聚物组成、溶液pH 值、盐离子浓度、盐离子类型等因素对表面接枝聚电解质的溶胀行为以及Au-S 键断裂行为的影响。.通过深入研究溶胀诱导的金-硫键断键，我们阐述了弱聚电解质的膜厚与拉力之间的关系，证明了诱导金-硫断键的临界湿膜厚为250 nm，并在此基础上实现了通过溶液中盐浓度对机械力化学反应的预测和调控。本课题证明了该方法广泛适用于多种化学组成和结构的弱聚电解质膜，还阐述了化学组成、接枝密度以及膜面积对溶胀诱导金-硫断键的影响。.本课题首次实现了表面接枝的弱聚电解质的溶胀对机械力化学反应的诱导，证明了溶胀体系高度的选择性和可调控性，是实现应用的必要理论准备。