分子水平的表面工程及应用

薛群基

中科院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室 兰州 730000

纳米材料及纳米器件是当前物理、化学、材料科学、微电子学、机械学和信息科学等交叉学科研究的重要前沿领域之一。纳米结构制作是纳米器件研制的前提，是研究微观量子世界的重要基础之一，其制作技术已成为当前世界科学研究的热点问题。纳米器件与信息工业、生物工程、国防发展息息相关。1．开展的基于PNA与DNA表面组装的功能化材料及传感器研究，属于功能材料和化学生物学交叉的前沿课题，为研究新型纳米传感、检测、存储技术提供了新思路。 设计并合成系列PNA寡聚体，利用其独特的性质，与DNA 序列特异性识别，制备分子探针。2．随着微加工技术的发展，对材料表面进行分子水平上的化学修饰变得尤为重要。提出了表面引发聚合制备端接枝聚合物膜的新方法，在硅片上自组装形成的超薄聚合物膜具有良好的减摩抗磨作用，有望用作在低载荷和高速滑动速度下MEMS硅基元件的减摩抗磨防护薄膜。通过交联反应与基底形成化学键，从而提高了油膜的摩擦学性能3．图案化微结构是众多微系统的基本功能单元，结合自组装技术和电化学方法得到了图案化导电聚合物膜，在半导体表面制备图案化导电高分子膜，利用微接触印刷实现了微米级图案化膜的完整转移，证明了利用自组装膜导向的电沉积或化学沉积法是制备聚合物或金属微结构的经济实用的方法。4．将纳米加工技术与化学组装技术有机地结合起来，利用STM刻蚀方法实现了纳米粒子的二维图形化及定点组装，为构筑各种功能性纳米体系及器件提供了基础。5．结合电化学沉积、化学沉积及化学气相沉积技术，以二维有序的阳极氧化铝为模板，合成了导电聚合物、半导体及金属纳米线。