Полимеры+металлы=?

Модификация поверхности полимеров имеет множество практических применений, однако универсальной методики нанесения металлов на поверхность полимера до сих пор нет. Решение проблемы создания такой методики, не требующей больших финансовых затрат и универсально применимой для большого ряда полимеров и металлов, предложила группа ученых из Колумбийского университета. Их метод основан на модификации поверхности полимера с последующим осаждением на нее металла.

Показано, что к поверхности полимера фотохимически можно локально пришить функциональные группы путем адсорбции фотоактивного реагента на поверхности блока с последующим облучением через маску. При этом блоки на облученной поверхности претерпевают химическое превращение, способствующее протеканию дальнейшей модификации. Затем происходит осаждение металла-"катализатора" с последующим осаждением целевого металла.

Схема осаждения никеля на поверхность полимера:
A - осаждение блоксополимера, B - облучение через маску, C - осаждение палладиевого "катализатора", D - осаждение никеля.

Надо отметить, что методов, позволяющих проводить прямую модификацию поверхности, довольно мало, поскольку большинство существующих методик требует предварительного осаждения дополнительного самособирающегося слоя для облегчения модификации поверхности. Представленный же здесь метод требует только сополимера из двух блоков, строение которого отвечает следующим требованиям: одна из цепочек построена из тех же мономеров, что и исходный полимер, а вторая обладает малым поверхностным натяжением и фотоактивна. На Рис. 1 показано, как за счет блоков первого типа сополимер осаждается на поверхности полимера, а блоки второго типа формируют фотоактивную поверхность.

В своей работе ученые использовали поли(трет-бутил акрилат) (PtBA) в качестве фотоактивной цепи, поскольку его трет-бутильные группы легко могут быть превращены в кислотные, когда PtBA превращается в полиакриловую кислоту (PAA). Этот процесс можно провести на свету, а образующиеся на поверхности отрицательно заряженные кислотные группы делают полимер реакционно-способным.

При осаждении никеля на полистирол (PS) использовали блоксополимер PS-b-PtBA. Затем, после трансформации PtBA до PAA с использованием маски (УФ, 185 нм, 2 часа) и последующего отжига при 100 °С (30 сек), избыток фотокислотного генератора был отмыт, и для последующего осаждения никеля был использован [Pd(NH3)4]Cl2. Ионы [Pd(NH3)4]2+ селективно осаждались в местах разложения PtBA до PAA, а последующее осаждение никеля происходило только в местах присутствия "катализатора".

Источник: http://www.nanometer.ru/2008/10/27/polymer_54348.html