多孔阵列聚合物模板的制备

金属纳米线阵列是X射线强辐射源研究中的重要材料之一,针对物理实验对纳米线阵列结构尺寸的特殊要求,采用集束热拉伸法制备了包埋高度取向的聚苯乙烯微纳米线有序阵列的聚乙烯复合丝,经切片、选择性溶解等后处理得到多孔聚乙烯模板材料。光学显微镜及扫描电镜(SEM)观测表明,模板中的小孔呈较规则的阵列结构分布,其孔径可在200nm到几十μm之间调节,孔间距可在1μm到几十μm之间调节。通过比较实验的预设值和实测值表明,该方法可以实现对模板结构尺寸的设计和控制,进而将实现对纳米线阵列的尺寸控制。

多孔阵列聚合物模板及铜微/纳米线的可控制备

金属纳米线阵列材料是最具潜力的高时空分辨X射线强辐射源材料之一。采用集束热拉伸法,通过尺寸设计和参数控制,制备了包埋高度取向的聚苯乙烯微纳米线有序阵列结构的聚甲基丙烯酸甲酯复合丝,通过后续包埋、切片、溶解等处理过程,获得孔径/孔间距约为1∶1的多孔聚甲基丙烯酸甲酯模板。通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察,二级模板的孔径及孔间距尺寸约十几微米,三级模板的孔径及孔间距尺寸约500 nm。利用电化学沉积技术在制备的模板上成功地生长了铜微/纳米线,铜纳米线长度超过10μm。该研究为特定尺寸要求的金属微纳米线阵列的制备提供了技术支持。

PMMA/铜微米线阵列复合材料的制备

针对内爆物理实验对编码靶的需求,采用多级集束热拉伸法,制备了包埋聚苯乙烯(PS)编码阵列结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合丝,经切片、溶解等处理后,得到了具有6孔和26孔编码阵列结构的PMMA模板,再通过电化学沉积得到PMMA/Cu编码阵列复合材料。光学显微镜、微米CT及SEM观测表明,二级拉伸后PS结构直径减小到几十微米,三级拉伸得到的PMMA模板孔径及孔间距一致,分别为5μm和2μm;铜丝径及丝间距与对应的模板一致,铜丝长度达到了30μm;铜微米线在基体中呈规整的编码阵列分布,且表面完整平滑。这2种具有特定尺寸与排列方式的铜微米丝阵列的成功制备,为微纳米阵列的可控制备提供了一种新的方法。