[01492824]自组装分子改性的高分子基材表面定向金属沉积

现代社会对能耗低、污染少、低成本、高附加值的材料以及制备工艺的要求越来越高。金属/聚合物薄膜体系作为现代微电子技术中“导线/绝缘基底”体系的一个重要的发展方向,其制备技术引起了来自不同领域的科研工作者的广泛兴趣。我们在聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）等聚合物绝缘基材表面上以自生长的方式组装金属层,通过研究金属/薄膜之间的粘结力、细微形貌结构,来探究此金属/聚合物异质结的界面结构,以及金属膜的表面形貌与其电学特性之间的关系。并利用定位印刷技术,在薄膜表面上制备成所需要的金属导线,研究金属导线的导电性能。 1、以PI薄膜为基底,通过碱性改性,在其表面引入羧酸根离子基团,利用其螯合配位金属铜离子,利用二甲基胺硼烷温和诱导还原得到金属铜膜。研究了改性反应条件、螯合配位金属条件、金属离子诱导还原反应对金属膜形成过程的影响。 2、以玻璃为基底,在其表面通过交联反应引入含氨基的大分子,利用其螯合配位金属钯离子后用二甲基胺硼烷温和诱导还原得到钯纳米颗粒,作为催化剂诱导化学镀反应得到金属铜膜。研究了改性反应条件、螯合配位金属条件、催化金属原子纳米颗粒形成条件以及金属离子诱导化学镀反应对金属膜形成过程的影响。 3、以PI和PET为基底,在其表面引入含氨基高分支树状大分子,利用其螯合配位金属钯离子后用次磷酸钠将其还原得到钯纳米颗粒,作为催化剂诱导金属铜离子沉积得到金属铜膜。研究了改性反应条件、螯合配位金属条件、催化金属原子纳米颗粒形成条件以及金属离子诱导化学镀反应对金属膜形成过程的影响,深入探讨了含氨基大分子的高度枝化结构对于金属钯离子的螯合作用机理。 4、以PI、PEN和PET薄膜为基底,通过γ射线对基底薄膜进行预辐照处理,在基底表面引入含吡啶基团的大分子,利用吡啶基团螯合配位金属钯离子后用二甲基胺硼烷温和诱导还原得到钯纳米颗粒,作为催化金属原子诱导化学镀反应得到金属铜膜。利用多种表征方法研究预辐照、引入含吡啶基团的大分子、金属螯合以及金属沉积过程中基底薄膜的物理化学性能和表面形貌变化,深入探讨了含吡啶基团的大分子与金属钯离子的相互作用并探索其螯合作用机理。 5、以PI、PEN和PET薄膜为基底,预辐照处理后通过自由基聚合反应在基底薄膜表面引入含羧基的大分子,通过共价键相连引入按氨基的大分子,利用吡啶基团螯合配位金属钯离子后用二甲基胺硼烷温和诱导还原得到钯纳米颗粒,作为催化金属原子诱导化学镀反应得到金属铜膜。研究了改性反应条件、螯合配位金属条件、催化剂纳米颗粒形成条件以及金属离子诱导化学镀反应对金属膜形成过程的影响。我们的研究结果为现代微电子技术中“导线/绝缘基底”技术的发展和应用提供了理论基础。 项目共发表论文6篇,其中SCI收录论文5篇,获得授权国家发明专利9项,培养硕士研究生4名,4人都已毕业。