美科学家成功制取纳米级聚乙烯超薄薄膜

美国Konstanz大学的研究者们开发了一种制造超薄薄膜的新工艺,这种工艺对于科学家和工程师们来说具有深远意义。
据了解,他们是通过单独的预处理纳米晶结构单元制备薄膜。传统的制备超薄薄膜(厚度小于0?1μm)的工艺是将聚合物溶解于有机溶剂中形成稀溶液,并涂覆于表面。为了在一开始即破坏固体聚合物晶体结构使其溶解于溶液中,工艺往往是在高温下进行。规整晶体层仅当溶剂被除去或冷却后才会形成。
在新工艺中,研究学者们采用了聚乙烯(PE),这是一种具有简单的化学结构并且在从薄膜和包装材料到技术部件等领域均有广泛应用的聚合物。PE无毒并且对环境友好,但是非常难以生成超薄薄膜。利用镍络合物作为催化剂对乙烯进行聚合反应得到结晶聚合物粒子的液相悬浮液。这些是单独的,分离的单晶,并且它含有厚约为25nm×6nm的晶体薄层,周围有厚约1nm的无定形(非晶相)层。
在聚合物晶体的表面常常有无定形相的存在。此液相悬浮液滴被滴在玻璃片上并每分钟旋转2000转(旋转涂覆)。过量的液体被旋转除去,留下了均一的厚度约为50nm的超薄薄膜。尽管无定形相仅占据了粒子体积的一小部分,但它们之间的相互作用力却很强,这也使单独的粒子牢固地存在于薄膜中。