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Fabricación de nanopatrón ordenado utilizando copolímero ABC Triblock con sal en tolueno

Resumen

Nanopatrones ordenados de poliestireno copolímero tribloque- bloque -poli (2-vinilpiridina) - bloque - poli (óxido de etileno) (PS- b -P2VP- b -PEO) se han logrado mediante la adición de cloruro de litio (LiCl). La evolución morfológica y estructural de PS- b -P2VP- b -Las películas delgadas de PEO / LiCl se investigaron sistemáticamente variando diferentes parámetros experimentales, incluido el tratamiento para la solución de polímero después de la adición de LiCl, la escala de tiempo del tratamiento ultrasónico y la relación molar de Li + iones al número total de átomos de oxígeno (O) en el bloque PEO y los átomos de nitrógeno (N) en el bloque P2VP. Cuando se utilizó tolueno como disolvente para LiCl, se pudieron obtener nanopatrones ordenados con cilindros o nanobandas después del revestimiento por rotación. El mecanismo de transformación del nanopatrón estaba relacionado con la carga de LiCl en diferentes microdominios.

Antecedentes

Recientemente, los híbridos de copolímeros de iones / bloques (BCP) se han convertido en materiales muy atractivos debido a su flexibilidad, estabilidad de proceso, capacidad de autoensamblaje y características novedosas de componentes inorgánicos como propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas [1, 2, 3]. Spatz y sus colaboradores crearon sustratos de sílice fundida con nanopilares en ambos lados con 99,8% de transmitancia y 0,02% de reflectancia, lo que resultó útil para muchas aplicaciones láser [4]. Black y col. fabricó nanotexturas de silicio densamente empaquetadas con tamaños de características inferiores a 50 nm mediante el autoensamblaje de copolímeros de bloque para mejorar la antirreflejo de banda ancha de las células solares [5]. Morris y col. fabricó una matriz de nanocables de Si mediante el autoensamblaje de un copolímero de bloque con LiCl, que mostró la posible aplicación en el área de la fotónica y la fotoluminiscencia [6].

En comparación con los copolímeros dibloque (diBCP), el copolímero tribloque ABC (triBCP) puede ensamblarse en nuevas morfologías, como matrices periódicas de esferas y cilindros de núcleo / carcasa, celosías tetragonales de cilindros y mesofases ordenadas bicontinuas y tricontinuas [7,8,9,10 , 11,12,13,14,15]. Sin embargo, los híbridos de iones / triBCPs rara vez se informan [16]. Para explorar más a fondo las propiedades novedosas de ABC triBCP y desarrollar más requisitos de rendimiento, es necesario estudiar los híbridos de iones / triBCP.

La adición de sales a los BCP es una forma eficaz de obtener nanopatrones ordenados. Los investigadores han descubierto que el óxido de polietileno (PEO) [17,18,19], el metacrilato de polimetilo (PMMA) [20], la poli (ε-caprolactona) (PCL) [21] o la polivinilpiridina (PVP) [22, 23] son bloques de disolución de iones, y el poliestireno (PS) [24] es un bloque no conductor. Wang y colaboradores sugirieron que la selección de iones metálicos para los bloques se debió principalmente a la gran energía de solvatación cuando las sales de litio se asocian con los dominios polares de PEO, lo que lleva a un gran aumento en la fuerza de segregación efectiva con la carga de sal de litio [25, 26].

En experimentos anteriores [6, 17, 27], los codisolventes para sales se utilizan con frecuencia debido a la solubilidad de las sales y la eficacia de la coordinación entre las sales y los BCP. Russell y col. agitado continuamente después de la mezcla de LiCl en tetrahidrofurano (THF) y poliestireno- bloque -poli (metacrilato de metilo) (PS- b -PMMA) tolueno con calentamiento moderado hasta que se evaporó la mayor parte del THF y las soluciones se volvieron claras. Y dedicaron una gran cantidad de tiempo (aproximadamente 24 h) a la agitación y al postratamiento (recocido con vapor de disolvente y recocido térmico) para obtener una nanoestructura ordenada separada por microfases [17, 28].

En este documento, demostramos un enfoque simple y conveniente para generar varios nanopatrones ordenados de híbridos de iones / triBCP mediante el método de recubrimiento por rotación sin ningún tratamiento adicional. Variaciones morfológicas y estructurales de PS- b -P2VP- b -Las películas delgadas de PEO con diferentes concentraciones de sal se examinaron ajustando varios parámetros de procesamiento. Este trabajo indicó que la coordinación entre PS- b -P2VP- b -PEO y LiCl-tolueno podrían acelerarse mediante tratamiento ultrasónico para fabricar nanopatrones ordenados.

Métodos

Materiales

Poliestireno copolímero tribloque- bloque -poli (2-vinilpiridina) - bloque -poli (óxido de etileno) (PS- b -P2VP- b -PEO, 45.000 g / mol, 16.000 g / mol, 8500 g / mol, M w / M n =1,05) se adquirió de Polymer Source Inc. y se usó sin purificación adicional en este estudio. El cloruro de litio anhidro (LiCl, 95% +, AR) se adquirió en Tianjin Fuchen Chemical Reagents Factory. Tolueno (99 +%), etanol y N, N-dimetilforma amida (DMF, grado analítico) se adquirieron de Tianjin Damao Chemical Co. Ltd. La oblea de silicio (Si) se adquirió en el Instituto de Investigación No 46 de China Electronics Technology Group Corporation (CETC).

Preparación de la muestra

Las obleas de Si se limpiaron en DMF, etanol y agua desionizada bajo ultrasonidos durante 30 min a temperatura ambiente, respectivamente. 0,1% en peso PS- b -P2VP- b Se agitó la solución de -PEO tolueno durante 24 ha temperatura ambiente. Y se dispersó LiCl en tolueno mediante ultrasonidos durante 30 min a temperatura ambiente. Luego, se agregaron inmediatamente varios volúmenes de solución de tolueno de LiCl al PS- b -P2VP- b -Soluciones micelares de PEO. Esas mezclas se trataron de diferentes formas para desencadenar la complejación entre Li + iones y cadenas poliméricas. Las soluciones resultantes se revistieron por centrifugación inmediatamente sobre el sustrato a 3000 rpm durante 1 min después de la filtración. Por último, las películas se secaron bajo nitrógeno a temperatura ambiente para eliminar el disolvente residual.

Caracterización

Microscopio de fuerza atómica (AFM) en modo SCANASYST-AIR (Nanoscope-V Multimode 8, Bruker Inc., Alemania) utilizando un voladizo de silicio (constante de resorte 5 N / my frecuencia de resonancia ~ 150 kHz, Budget Sensors, Bulgaria Ltd.) se utilizó para investigar las características morfológicas de PS- b -P2VP- b -Películas finas de PEO. La medición de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) se llevó a cabo en un JEM-2100HR (JEOL, Japón) operado a un voltaje de aceleración de 200 kV. Se prepararon muestras de película para TEM sobre rejillas de cobre recubiertas de carbono. Esas muestras se expusieron a I 2 vapor durante cierto período de tiempo. Los espectros de infrarrojos por transformada de Fourier (FT-IR) se registraron con un espectrofotómetro Nicolet 6700 (Thermo, EE. UU.) En el rango de 4000 a 400 cm −1 con placas de KBr. Los espectros ultravioleta-visible (UV-vis) se obtuvieron en un espectrofotómetro UV-2450 (Shimadzu, Japón). Se realizaron mediciones de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) en ESCALAB 250 (Thermo, EE. UU.) Con excitación Al Ka.

Resultados y discusión

Morfología de PS- b puro -P2VP- b -Película fina de PEO

Cuando se agitó una solución de tolueno de PS-b-P2VP-b-PEO al 0,1% en peso durante 24 hy se revistió por rotación sobre una oblea de silicio, se pudieron observar patrones nanoporosos en la Fig. 1. El tamaño medio de los nanoporos era de aproximadamente 22 nm.

Imágenes de altura AFM de PS- b -P2VP- b -Películas de PEO recubiertas por centrifugación de 0,1% en peso de PS- b -P2VP- b -Solución de tolueno de PEO

Dispersión de LiCl en tolueno

En la figura 2 se muestran dispersiones de LiCl en tolueno con varios tiempos de envejecimiento. El tolueno no era un buen disolvente para LiCl. Por lo tanto, se pudo ver una suspensión con estado inestable después del tratamiento ultrasónico (Fig. 2a). Se notó que se observó un pequeño fenómeno de sedimentación cuando el tiempo de envejecimiento fue de 5 min (Fig. 2d). Por lo tanto, la suspensión preparada debe usarse inmediatamente después del tratamiento ultrasónico.

Dispersión de LiCl en tolueno tras tratamiento ultrasónico sin y con diferente tiempo de envejecimiento:( a ) sin tiempo de envejecimiento, ( b ) 1 min, ( c ) 3 min, ( d ) 5 min

Efecto de los métodos para activar la coordinación entre LiCl y cadenas de polímeros

Generalmente, se requiere agitación y postratamiento para la solución de polímero que contiene sales metálicas con el fin de desencadenar la coordinación entre las sales y las cadenas de polímero para la fabricación de nanoestructura ordenada, lo que lleva mucho tiempo [22, 28]. Y el ultrasonido es la forma sencilla de acelerar la coordinación entre los iones metálicos y el copolímero de bloque [29,30,31]. Para demostrar la ventaja del tratamiento ultrasónico en este trabajo, se utilizaron diferentes métodos después de la mezcla de LiCl-tolueno y una solución de copolímero tribloque cuando la relación molar de Li + iones al número total de átomos de oxígeno (O) en el bloque PEO y los átomos de nitrógeno (N) fue 1:32,2 ([Li + ]:[O + N] =1:32,2). Cuando la solución mezclada se agitó (1500 rpm) durante 30 min a temperatura ambiente y luego se revistió por rotación sobre el sustrato, no se observó una estructura ordenada distinta en la Fig. 3a. Cuando la solución mezclada se agitó a 1500 rpm durante 30 min a 75ºC y luego se revistió por rotación sobre el sustrato, aparecieron microdominios cilíndricos desordenados en la Fig. 3b. Cuando la solución mezclada se colocó en un limpiador ultrasónico durante 30 min a temperatura ambiente, obviamente en la Fig. 3c se obtuvo un nanopatrón separado por microfase con un microdominio cilíndrico después del recubrimiento por rotación. La energía proporcionada por las ondas sonoras pudo romper los agregados más grandes de las micelas. Y las ondas sonoras podrían aumentar aún más la tasa de difusión de iones metálicos en la solución, por lo que la carga de Li + Se esperaba que los iones en las micelas ocurrieran mucho más rápido que con el método de agitación convencional. Este resultado indicó que el tratamiento ultrasónico era un método útil para mejorar la eficiencia de la coordinación entre Li + iones y cadenas de polímeros.

Imágenes de altura AFM de PS- b -P2VP- b -Películas de PEO recubiertas por centrifugación a partir de una solución de tolueno al 0,1% en peso con diferentes métodos después de la adición de LiCl-tolueno cuando la relación molar de Li + iones al número total de átomos de oxígeno (O) en el bloque PEO y los átomos de nitrógeno (N) es 1:32,2:( a ) 1500 rpm agitando durante 30 min a temperatura ambiente, ( b ) 1500 rpm agitando durante 30 min a 75 ° C, ( c ) tratamiento ultrasónico durante 30 min a temperatura ambiente

Efecto de la escala de tiempo

Para investigar la escala de tiempo del tratamiento ultrasónico, la solución mixta ([Li + ]:[O + N] =1:32,2) se colocó en limpiadores ultrasónicos durante varios tiempos antes del recubrimiento por centrifugación. Cuando el tiempo fue de 7.5 min (Fig. 4a), la morfología nanoporosa fue similar a la película en la Fig. 1. En comparación con la película en la Fig. 1, el número y el tamaño promedio de nanoporos disminuyó, lo que indicó que Li + Los iones comenzaron a cargarse en PS- b -P2VP- b -Cadenas de polímero PEO después de 7,5 min. El Li + Los iones cargados en las cadenas de polímero aumentarían con el tiempo. Se conectaron partes de nanoporos cuando el tiempo aumentó a 15 min (Fig. 4b). Cuando el tiempo fue de 22,5 min, el nanopatrón exhibió una coexistencia de nano rayas y cilindros (Fig. 4c). Cuando el tiempo se prolongó a 30 minutos, obviamente se produjo la separación de microfases con microdominios cilíndricos (Fig. 3c). A medida que el tiempo se extendía a 37,5 min, volvió a aparecer la coexistencia de nanobandas y microdominios cilíndricos (Fig. 4d). De los resultados anteriores, cuando el tiempo era inferior a 30 minutos, la complejación entre Li + iones y PS- b -P2VP- b -PEO se aceleró mediante tratamiento ultrasónico para que cada vez más Li + Los iones se coordinaron con PS- b -P2VP- b -PEO, que da como resultado la transición del nanopatrón de una matriz nanoporosa a una matriz cilíndrica. Cuando el tiempo era superior a 30 min, la energía proporcionada por las ondas sonoras rompería la coordinación de Li + iones y cadenas de polímeros de modo que se encontró un nanopatrón desordenado en lugar de la matriz cilíndrica. Por lo tanto, el tiempo del tratamiento ultrasónico debe controlarse en un rango apropiado para obtener un nanopatrón separado por microfase obvio.

Imágenes de altura AFM de PS- b -P2VP- b -Películas de PEO recubiertas por centrifugación a partir de una solución de tolueno de polímero LiCl al 0,1% en peso con varias escalas de tiempo de tratamiento ultrasónico cuando la relación molar de Li + iones al número total de átomos de oxígeno (O) en el bloque PEO y los átomos de nitrógeno (N) es 1:32,2:( a ) 7,5 min, ( b ) 15 min, ( c ) 22,5 min, ( d ) 37,5 min

Efecto del contenido de LiCl en PS- b -P2VP- b -Películas delgadas PEO

La adición de LiCl tiene efectos significativos sobre la morfología desde Li + Los iones podrían cargarse en bloques P2VP y PEO [17, 18, 19, 22, 23]. Y la relación molar ([Li + ]:[O + N]) fue variado en nuestro trabajo (Fig. 5).

Imágenes de altura AFM de PS- b -P2VP- b -Películas de PEO recubiertas por centrifugación a partir de una solución de tolueno de LiCl al 0,1% en peso con varias proporciones molares de Li + iones a restos de óxido de etileno y grupos piridina:( a ) 1:40.25, ( b ) 1:24.15, ( c ) 1:16,1, ( d ) 1:8.05

Cuando la relación molar era 1:40,25, se obtuvo el nanopatrón de rayas (Fig. 5a). Cuando la relación molar disminuyó a 1:32,2, se pudo ver un nanopatrón con microdominios cilíndricos en la Fig. 3c. Como la relación molar era 1:24,15, se conectaron muchos nanoporos para mostrar la tendencia de transformación del patrón de nanoporos a nanobandas (Fig. 5b). Cuando la relación molar era 1:16,1, los nanoporos desordenados se convierten en la morfología general (Fig. 5c). El tamaño medio de los orificios era mayor que la película de la Fig. 1. A medida que la relación molar descendía más a 1:8,05, se observaron algunos nanopaores en la Fig. 5d. El diámetro medio de estos poros fue de más de 40 nm. A partir de los resultados anteriores, se mostró una transición de orden a desorden en la Fig. 5 controlando la adición de LiCl en híbridos ión / polímero. El cambio de LiCl cargado en las cadenas de polímero fue la razón de la transición morfológica. La carga de LiCl en las cadenas de polímero aumentó con la disminución de la relación molar ([Li + ]:[O + N]), lo que lleva a los diferentes comportamientos de fase del PS- b -P2VP- b -Híbridos PEO / LiCl. Y los arreglos ordenados de PS- b -P2VP- b -Los híbridos de PEO / LiCl se formaron con la cantidad crítica de LiCl cargada.

Ubicación de los microdominios de tres bloques en PS- b -P2VP- b -Películas delgadas PEO

Para explorar la ubicación del microdominio de los tres bloques en PS- b -P2VP- b -Película delgada de PEO en diferentes condiciones, esas muestras se expusieron a I 2 vapor durante cierto período antes de la medición TEM.

El PS- b -P2VP- b La película delgada de -PEO sin LiCl exhibió una matriz de anillos oscuros después de la tinción selectiva de los bloques P2VP, lo que indica que la periferia del agujero correspondía a bloques P2VP (Fig. 6a). Por lo tanto, el resto del agujero debe coincidir con los bloques de PEO. La matriz continua fueron bloques de PS. El diámetro externo promedio de los anillos oscuros fue de aproximadamente 21 nm y el diámetro interno promedio de los anillos oscuros fue de aproximadamente 16 nm.

Imágenes TEM de PS- b -P2VP- b -Película de PEO después de I 2 tinción con y sin LiCl:( a ) sin LiCl, ( b ) con LiCl-tolueno y la relación molar de LiCl a restos de óxido de etileno y grupos piridina fue 1:40,25, ( c ) con LiCl-tolueno y la relación molar de LiCl a restos de óxido de etileno y grupos piridina fue 1:32,2

Cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) fue 1:40.25 después de I 2 tinción selectiva, se obtuvo el nanopatrón de rayas (Fig. 6b). Las regiones brillantes de las esferas estaban deprimidas en estructura estriada. Las regiones brillantes eran bloques de PEO y el resto de franjas eran microdominios P2VP. Por tanto, la matriz continua eran bloques de PS. Se observaron distintas partículas oscuras (presumiblemente de LiOH) en los dominios P2VP [32]. El diámetro medio de los dominios de PEO fue de aproximadamente 17 nm, que era similar al tamaño medio de los dominios de los bloques de PEO en la Fig. 6a. Y los dominios P2VP se transformaron de anillos oscuros a rayas. Este resultado indicó que la mayoría de Li + Los iones se coordinaron preferentemente con los bloques P2VP cuando la relación molar era 1:40,25.

Cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) disminuyó a 1:32.2, también se pudo ver una matriz de anillos oscuros (Fig. 6c) después de I 2 tinción selectiva. Los anillos oscuros eran microdominios P2VP y las regiones brillantes eran bloques PEO. La matriz continua fueron bloques de PS. El diámetro externo promedio de los anillos oscuros fue de aproximadamente 32 nm y el diámetro interno promedio de los anillos oscuros fue de aproximadamente 26 nm. Se demostró que los dominios cilíndricos de la Fig. 3c tenían una estructura núcleo-capa. La capa exterior era bloques P2VP y el núcleo era bloques PEO. En comparación con la película de la Fig. 6a, los microdominios de PEO obviamente se hincharon y los dominios de P2VP aumentaron ligeramente. En comparación con la película de la Fig. 6b, este resultado indicó que más Li + Los iones se coordinaron con bloques de PEO con más LiCl en una película delgada de PS-b-P2VP-b-PEO.

La diferencia de la Fig. 6b, c se puede explicar como se muestra en la Fig. 7. Debido a la selectividad del tolueno para tres bloques, la nanoestructura de PS- b -P2VP- b -Micelas de PEO en tolueno tenían estructura núcleo-capa. Considerando la secuencia de los tres bloques en PS- b -P2VP- b -PEO, los bloques de PS eran la capa exterior. La capa interna era el dominio P2VP y el núcleo eran bloques PEO. Cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) era 1:40.25, el Li + Los iones se concentraron principalmente en la capa interna de los bloques P2VP debido al contenido limitado de LiCl y la resistencia de la capa interna P2VP. Como resultado, solo unos pocos de Li + Los iones se coordinaron con microdominios PEO. Cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) era 1:32,2, el parámetro de interacción de Li + Los iones y los bloques de PEO aumentaron efectivamente debido al aumento de LiCl-tolueno, lo que resultó en el hinchamiento obvio en los dominios de PEO [32,33,34,35,36].

Ilustración esquemática de la fabricación de PS- b -P2VP- b -Nanopatrón PEO con y sin Li + iones

Análisis de interacciones competitivas de Li + iones con bloques PEO y P2VP

Es de destacar que las interacciones competitivas de Li + Los iones con los bloques PEO y P2VP existen en PS- b -P2VP- b -Híbridos de PEO / LiCl [3]. La interacción entre Li + iones y los bloques de PEO se caracterizó por FT-IR (Fig. 8a). El parámetro de I a / Yo f , que era la relación entre la intensidad máxima correspondiente al C-O-C asociado y la intensidad máxima del C-O-C libre, se utilizó para evaluar la coordinación entre Li + iones y los bloques de PEO (Tabla 1) [37, 38]. La vibración de estiramiento C-O-C cambió de 1124 a 1111 cm −1 . El valor de I a / Yo f aumentó con el LiCl dopado aumentando, lo que indica que la carga de Li + iones en bloques de PEO aumentaron cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) disminuyó de 1:40.25 a 1:8.05.

( a ) Espectros FT-IR de PS- b puro -P2VP- b -PEO película fina y la película fina con LiCl-tolueno; ( b ) Espectros UV-vis de PS- b puro -P2VP- b -Película fina de PEO; ( c ) Espectros UV-vis de PS- b -P2VP- b -Película fina de PEO con LiCl-tolueno

Los espectros UV-vis de varios PS- b -P2VP- b -Las películas delgadas de PEO se ilustran en la Fig. 8b, c. El pico de absorción a 262 nm se asignó a los grupos piridina y fenilo de PS- b -P2VP- b -PEO [39]. Según el estudio anterior [24], el cambio obvio de la intensidad se atribuyó a la coordinación entre Li + iones y grupos piridina. Las intensidades del pico de absorción a 262 nm con diferentes muestras se resumieron en la Tabla 2. Las intensidades del pico de absorción a 262 nm para PS- b -P2VP- b -Las películas delgadas de PEO con LiCl (Fig. 8c) fueron más débiles que la película pura (Fig. 8b). Cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) fue 1:40.25, 1:24.15, 1:16.1 y 1:8.05, la intensidad del pico de absorción a 262 nm disminuyó con el aumento de la adición de LiCl (Fig. 8c), lo que indica que cada vez más Li + Los iones se coordinaron con los bloques P2VP y PEO. Sin embargo, cuando la relación molar ([Li + ]:[O + N]) fue 1:32,2, el pico de absorción a 262 nm fue más fuerte que la relación molar 1:40,25. La razón debería ser que la mayoría de los iones Li + se cargaron en bloques PEO pero no en bloques P2VP cuando la relación molar era aproximadamente 1:32,2, y la menor cantidad de LiCl se cargó en bloques P2VP en esta relación molar ([Li + ]:[O + N] =1:32.2) en comparación con otras películas delgadas con LiCl.

El PS- b -P2VP- b -Películas delgadas de PEO sin y con LiCl-tolueno ([Li + ]:[O + N] =1:32,2) se analizaron mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) (Figuras 9 y 10). Espectros de levantamiento XPS (Fig.9) de PS- b -P2VP- b -PEO con LiCl confirmó la presencia de C, O, N, Li y Cl. La energía de enlace de C1s en los enlaces C-C fue de 284,78 eV. La energía de enlace de O1 de C-O-C en el bloque de PEO fue de 533,08 eV, y la energía de enlace de N1 basada en el bloque de P2VP fue de 399,48 eV. El Cl2p apareció en 198,28 eV y los Li1 aparecieron en 55,88 eV. Espectros XPS de alta resolución de energía de enlace de N1 y energía de enlace de O1 en PS- b -P2VP- b -PEO con y sin LiCl se muestran en la Fig. 10a, b. La energía de enlace de N1 en PS- b -P2VP- b -PEO sin LiCl fue 398,88 eV, pero la energía de unión en la película delgada con LiCl fue 399,48 eV. La energía de enlace de O1 en PS- b -P2VP- b -PEO sin LiCl fue 532,78 eV, pero la energía de unión en la película delgada con LiCl fue 533,08 eV. Estos cambios en la energía de enlace fueron consecuencia del efecto de extracción de electrones causado por la coordinación entre Li + y PS- b -P2VP- b -PEO [40], validando la presencia del elemento Li en la película delgada después de Li + Se cargaron iones. Estos resultados fueron esencialmente idénticos a los resultados de la Fig. 8.

Espectros de levantamiento XPS de PS- b -P2VP- b -Película fina de PEO con LiCl-tolueno

Espectros XPS de alta resolución de ( a ) N1 s energía de enlace y ( b ) Energía de enlace de O1 en PS- b -P2VP- b -PEO con y sin LiCl-tolueno

Conclusiones

En este estudio, presentamos un enfoque simple para fabricar nanopatrones ordenados de híbridos de copolímeros de iones / tribloques sin posprocesamiento. Este trabajo demostró que el tolueno podría usarse como codisolventes para LiCl en poco tiempo. Se desencadenó una transición de orden a trastorno variando la adición de LiCl-tolueno con tratamiento ultrasónico. Y se obtuvieron nanopatrones ordenados separados por microfases de matriz cilíndrica y franjas. El mecanismo de la transición morfológica se debió al LiCl cargado en diferentes bloques de disolución de iones. Esta rápida síntesis podría impulsar los estudios futuros de híbridos de copolímeros de iones / tribloques debido a la ventaja de los ultrasonidos en comparación con las rutas convencionales. Además, este enfoque tiene aplicaciones potenciales en el desarrollo de dispositivos ultrapequeños a través de técnicas como la transferencia de patrones debido a su simplicidad, efectividad y bajo costo, especialmente en lo que respecta al tiempo de fabricación.

Abreviaturas

[Li + ]:[O + N]:

la relación molar de Li + iones al número total de átomos de oxígeno (O) en el bloque PEO y los átomos de nitrógeno (N)

AFM:

Microscopio de fuerza atómica

CETC:

Corporación del Grupo de Tecnología Electrónica de China

diBCP:

copolímeros dibloque

DMF:

N, N-dimetilforma amida

FT-IR:

Infrarrojos por transformada de Fourier

HRTEM:

Microscopía electrónica de transmisión de alta resolución

LiCl:

cloruro de litio

LiOH:

Hidróxido de litio

PCL:

poli (ε-caprolactona)

PMMA:

polimetacrilato de metilo

PD:

poliestireno

PS- b -P2VP- b -PEO:

poliestireno- bloque -poli (2-vinilpiridina) - bloque -poli (óxido de etileno)

PVP:

polivinilpiridina

triBCP:

copolímeros tribloque

UV-vis:

Ultravioleta:visible

XPS:

Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X


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